降低高壓化成箔漏電流的方法

張傳超

摘 要：腐蝕箔經(jīng)過化成后表面會產(chǎn)生致密的Al2O3絕緣層，在鋁電解電容器中起到絕緣介質(zhì)的作用，為了減少絕緣介質(zhì)的漏電流，可以通過前處理增加熱處理方式達到此目的，試驗表明在300?600℃溫度范圍熱處理的化成箔有比較好的降低漏電流效果。

關(guān)鍵詞：熱處理；腐蝕箔；Al2O3；漏電流

鋁電解電容器的使用壽命由多種因素決定，除使用過程中的條件外，最重要的是使用的原材料、制造工藝，陽極用化成箔是鋁電解電容器最關(guān)鍵的材料，它影響電容器的容量、體積、漏電、損耗、耐紋波大小、等效阻抗、耐壓、溫度特性等。為了提高鋁電解電容器的使用壽命，就要求其漏電小，損耗小，正常工作的情況下內(nèi)部發(fā)熱小，產(chǎn)生氣體少，才不會在長期工作中失效；電容器產(chǎn)生的熱量原因主要兩個部分：一是電容器漏電流所造成的發(fā)熱U-I漏，二是電容器損耗角在紋波電壓作用下產(chǎn)生的熱量U～Cωtgδ，電容器的有功功率為：

P有= U-I漏+U～Cωtgδ

另外氧化膜致密，疵點少，減少電容器制造過程和使用過程中的擊穿，降低電容器的失效因素。

1 試驗

1、主要試驗儀器和材料：1000V～5A的恒流恒壓直流電源，馬弗爐，腐蝕箔等。

2、腐蝕箔在沸騰純水中煮12分鐘，接著在100℃的馬弗爐內(nèi)處理1.5分鐘，然后在沸騰純水中再煮10分鐘，在100g/L、85℃的硼酸和0.5g/L硼砂混合水溶液中加電，50mA/cm2恒流升壓到750V后恒壓10分鐘，然后取出清洗去極化處理，再在100g/L、85℃的硼酸和0.3g/L硼砂混合水溶液中50mA/cm2恒流升壓到750V后恒壓35分鐘，取出用純水沖洗干凈，在100℃的干燥箱中烘干；然后在熱處理溫度為200、300、400、500、600℃下，處理時間不變，再分別做5組數(shù)據(jù)，測試數(shù)據(jù)為表一的1～6。

3、腐蝕箔在沸騰純水中煮12分鐘，然后在100g/L、85℃的硼酸和0.5g/L硼砂混合水溶液中加電，50mA/cm2恒流升壓到750V后恒壓10分鐘，取出清洗去極化處理，再在100g/L、85℃的硼酸和0.3g/L硼砂混合水溶液中50mA/cm2恒流升壓到750V后恒壓35分鐘，取出用純水沖洗干凈，在100℃的干燥箱中烘干；然后沸騰純水處理時間20、30分鐘，再分別做2組數(shù)據(jù)，測試數(shù)據(jù)為表一的7～9。

4、腐蝕箔在沸騰純水中煮12分鐘，接著在400℃的馬弗爐內(nèi)處理1.5分鐘，然后在沸騰純水中再煮10分鐘，在100g/L、85℃的硼酸和0.5g/L硼砂混合水溶液中加電，50mA/cm2恒流升壓到750V后恒壓10分鐘，然后取出清洗去極化處理，再在100g/L、85℃的硼酸和0.3g/L硼砂混合水溶液中50mA/cm2恒流升壓到750V后恒壓35分鐘，取出用純水沖洗干凈，在100℃的干燥箱中烘干；然后接著的試驗把“在400℃的馬弗爐內(nèi)處理1.5分鐘，然后在沸騰純水中再煮10分鐘”分別重復(fù)1～4次，再做4組數(shù)據(jù)，測試數(shù)據(jù)為表二的2～5。

2 試驗結(jié)果和分析

表一是這次試驗的試驗數(shù)據(jù)，實際試驗可分為兩組，一組是有兩次水煮，并且兩次水煮之間有熱處理，另一組是只有一次水煮，沒有熱處理，只是水煮時間不同。從數(shù)據(jù)來看兩組試驗的化成箔比容變化不大，化成箔的漏電流差別比較大，并且有熱處理過程的化成箔漏電流差別很大，300?600℃熱處理后有明顯效果，400℃時熱處理后的漏電流最小，而沒有熱處理的3個試驗漏電流比較相近。

表二是再經(jīng)過不同次數(shù)的熱處理和水煮后的試驗數(shù)據(jù)，再經(jīng)過3～4次處理化成箔的漏電流會更小，次數(shù)再多變化不大。

中高壓化成箔在化成之前，都必須進行水煮，主要目的是減少后續(xù)化成所需電能，再者也可以適當提高化成箔比容，但經(jīng)過一次水煮就化成，水煮的水合氧化膜在化成中就會脫水，體積變小，氧化膜就會產(chǎn)生細小的裂縫，形成氧化膜中的缺陷，產(chǎn)生較大的漏電流。

如果水煮后接著在適當?shù)臏囟认逻M行熱處理，可以直接使水合氧化膜脫水，露出裂縫，然后再水煮，使裂縫處的鋁再與水反應(yīng)，這樣反復(fù)幾次，在后續(xù)的化成氧化膜中的缺陷越來越少，漏電流會明顯的降低。

300℃以上的熱處理使水合氧化膜就有明顯的脫水效果，數(shù)據(jù)上看400℃最佳，而熱處理溫度600℃時漏電流又有少許回升，這有可能是鋁的熔點只有660℃，在600℃時中間的鋁基有了變形，產(chǎn)生了新的缺陷，使化成箔的漏電流回升。

3 結(jié)論

通過試驗結(jié)果分析和化成箔化成過程中水合后又進行熱處理的原理分析，可以得出以下結(jié)論：

1.水合后的腐蝕箔經(jīng)過熱處理和再水合，然后化成得到的化成箔其漏電流比只進行水合就化成的化成箔漏電流明顯要??；

2.熱處理和再水合過程反復(fù)幾次，漏電流也會降低；

3.熱處理溫度在300?600℃都有效果，400℃時效果比較好。

參考文獻

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