金屬化薄膜電容器
(下簡稱電容器),以厚度不超過10μm的有機塑料薄膜(簡稱電工膜或基膜)為介質(zhì),通過真空在其表面蒸鍍僅數(shù)十個納米厚的金屬膜作為電極,制成金屬化薄膜
。通過將金屬化薄膜卷繞成柱狀,在兩個端部用有色金屬線材(簡稱噴金料)經(jīng)電弧噴涂(簡稱噴金)上一層金屬層(簡稱噴金層),在其表面點焊引線,噴金層起到電極和引線連接作用,其結(jié)構(gòu)見圖1,由金屬化薄膜、端部噴金層、引線(CP線)組成,完成噴金和點焊后放入外殼內(nèi),再用樹脂封裝成整體。金屬膜主要為Al或ZnAl復(fù)合膜;端部噴金層主要為SnZn基合金、Zn基合金等
;CP線一般采用鍍錫銅線,也有采用鋼絲經(jīng)鍍銅和鍍錫制成;外殼一般采用塑料殼,大尺寸電容器則用鋁殼;最后樹脂封裝,確保其密封。電容器具有自愈
、快速充放電、高穩(wěn)定性和可靠性、長壽命等優(yōu)良特性
,使其廣泛應(yīng)用于家電、工業(yè)自動控制、電力電容器、UPS等領(lǐng)域。隨著新能源技術(shù)的發(fā)展,電容器在風電、軌道交通、電動汽車,太陽能發(fā)電、智能電網(wǎng)、醫(yī)療設(shè)備、大功率變頻器等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用
。為電容器制造企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益,預(yù)計新能源領(lǐng)域電容器每五年就有望誕生超過100億增量需求
,以法拉電子為代表的上市公司,其股價從2018年10月30元/股,上漲至2021年11月最高261元/股,該公司在光伏市場占有率約60%~70%,新能源汽車市場占有率約30%,因此電容器前景看好。新領(lǐng)域?qū)﹄娙萜魈岢鲭p“85”的高濕熱苛刻老化測試要求,即環(huán)境溫度85℃和濕度85%條件,1000小時額定測試電壓下,電容器性能變化達到規(guī)定的要求
,以獲得高溫、高濕耐老化特性,也提出高寒地區(qū)軌道交通用電容器耐寒-40℃要求。在市場需求拉動下,電容器基礎(chǔ)研究不斷深入
,但主要在制造工藝。2019中國電子元件行業(yè)協(xié)會有機薄膜電容器高峰論壇提出,隨著新能源的興起,拉動了電容器配套材料市場,金屬化薄膜和端部噴金料對電容器的性能關(guān)鍵性作用越發(fā)重要。本文綜述了金屬化薄膜和端部噴金材料兩大關(guān)鍵材料技術(shù)現(xiàn)狀,分析了關(guān)鍵材料與國際高端同類產(chǎn)品差距,探討了關(guān)鍵材料技術(shù)發(fā)展趨勢,為電容器制造行業(yè)提供有益參考。
金屬化薄膜作為電容器最關(guān)鍵材料之一,近年隨著電工膜厚度降低,其占總成本從早年約35%增加到目前65%~70%。電工膜系用塑料粒子經(jīng)拉膜制成,目前國產(chǎn)塑料粒子95%需要從日本、德國和韓國進口。電工膜制備國產(chǎn)化率已達到80%,2021年電工膜國內(nèi)市場規(guī)模約30萬噸,部分還需進口滿足國內(nèi)市場需求。電工膜表面經(jīng)鍍金屬膜成為金屬化薄膜,該生產(chǎn)工藝已完全國產(chǎn)化,國產(chǎn)和進口鍍膜設(shè)備制程控制、人機界面、可靠和穩(wěn)定性等存在較大技術(shù)差距,國內(nèi)85%的鍍膜設(shè)備來自德國萊寶、意大利伽利略等企業(yè),國產(chǎn)鍍膜設(shè)備主要為蘇州東昇。隨著國內(nèi)鍍膜設(shè)備先進程度和工藝制程技術(shù)提高,國產(chǎn)金屬化薄膜的質(zhì)量逐漸達到國際同類產(chǎn)品水平,近年來基本不再進口金屬化薄膜。
電工膜長期以來以Al為蒸鍍金屬層,其附著力較好,制程易于控制。Al表面氧化生成致密Al
O
,阻止內(nèi)層繼續(xù)氧化,因此鍍Al金屬化薄膜存放相當長時間也不會因氧化而改變其電特性參數(shù)。但制成的電容器在交流高壓大電流下工作,特別在電場強度很大的邊緣部分,Al
O
導致電容器容量損耗快速增大。用Zn替代Al的金屬膜制成電容器,則容量損失及損耗可忽略不計,但附著力較差、制程不易控制。目前生產(chǎn)企業(yè)大多采用蒸鍍復(fù)合ZnAl膜方案:即,先在電工膜上蒸鍍Al,然后再蒸鍍Zn,Al膜重量占5%~10%。該方案即解決蒸鍍金屬膜與基膜結(jié)合力差問題,也避免純Al膜電容器高壓下容量過快衰減。國內(nèi)常規(guī)復(fù)合ZnAl膜蒸鍍室結(jié)構(gòu)如圖2:在同一臺設(shè)備中Al、Zn分別獨立蒸鍍,Al絲通過送線機構(gòu)進入蒸發(fā)舟蒸發(fā),過程十分穩(wěn)定可靠。而Zn的蒸發(fā)舟(圖2-b)置于Zn爐中,Zn蒸氣通過狹縫蒸發(fā)窗口蒸發(fā)出來(圖2-a)完成蒸鍍。
蒸鍍Zn可解決容量損失及損耗問題,但在蒸鍍Zn過程中存在著“飛濺”現(xiàn)象,即,少量金屬滴突然突破蒸發(fā)舟內(nèi)熔Zn表面的氧化膜,飛濺到基膜表面,在基膜表面形成芝麻粒大小,甚至更小塊狀金屬,如圖3箭頭所示。飛濺金屬溫度較高,易極熔穿薄基膜,造成相鄰一層基膜粘接,重者直接將基膜熔穿報廢,輕者造成金屬化薄膜質(zhì)量缺陷,降低了電容器穩(wěn)定性和使用壽命,而國外同類產(chǎn)品無此缺陷出現(xiàn)。
目前業(yè)界通過深入研究,分析造成飛濺機理主要是:蒸鍍過程雖在真空狀態(tài),但無法實現(xiàn)理想狀態(tài)的真空條件,蒸發(fā)舟內(nèi)熔融的Zn液面與殘余的氧形成一層氧化膜,及Zn料表面帶入的氧化膜積累到一定程度,阻礙了Zn液蒸發(fā),此時系統(tǒng)會升高溫度,氧化膜覆蓋面下方Zn蒸汽集聚、蒸氣壓變大,到達一定程度后,突破覆蓋膜,Zn蒸汽大量涌出,裹挾少量Zn液表面的氧化渣飛出,濺射到基膜上,從而形成“飛濺”缺陷。廠家只能依靠加強檢驗來剔除不合格產(chǎn)品,如通過鍍膜機的視窗觀察膜表面對光反射異常來判斷飛濺情況,這種檢驗方法難以消除金屬鍍膜層存在缺陷。
針對“飛濺”研究結(jié)果,國內(nèi)已研發(fā)出相應(yīng)新型鍍膜新材料
,其原理是在Zn基中添加某些微量的具有很強金屬活潑性元素,與熔體表面的ZnO膜發(fā)生反應(yīng)將Zn還原,或先與環(huán)境中殘留O
反應(yīng),形成疏松氧化物,破壞了Zn熔體表面氧化膜的連續(xù)性,形成大量“透氣孔”,熔體內(nèi)部產(chǎn)生的Zn蒸汽通過這些“透氣孔”蒸發(fā),避免了完整氧化膜下Zn蒸氣集聚因素,防止Zn蒸氣攜帶氧化膜碎片濺射到基膜上形成“飛濺”缺陷。研究表明所添加的微量元素飽和蒸氣壓遠高于Zn元素,蒸鍍過程中不會發(fā)生同步蒸發(fā),也不會阻礙Zn蒸發(fā),最終所添加的微量元素殘留在Zn蒸發(fā)舟中,與Zn渣一并清除。該技術(shù)成果2018年通過浙江省科技廳科技成果鑒定(證書編號:浙技促鑒字[2018]第512號,科技成果登記證編號:18002266),鑒定結(jié)論為國內(nèi)領(lǐng)先水平。解決了困擾國內(nèi)業(yè)界多年的難題。
電工膜所蒸鍍的Zn膜易氧化,經(jīng)時效處理后采用真空包裝,在拆除包裝后必須在一周時間內(nèi)用完,否則對電容器的特性帶來不利影響
,并對生產(chǎn)環(huán)境溫度和濕度有較高的要求。業(yè)界有信息顯示國外同類產(chǎn)品也存在同樣的問題,國內(nèi)外一直在研究如何解決Zn膜氧化問題,國內(nèi)有企業(yè)試圖通過與Zn同時蒸鍍改良元素來改善抗氧化性,但尚未獲得突破,目前業(yè)界只能嚴格控制鍍Zn金屬化薄膜的工藝時間來解決。
業(yè)界研究試圖降低“Zn渣”產(chǎn)生,曾有廠家嘗試利用其它材質(zhì)的蒸發(fā)舟代替,如,陶瓷材質(zhì)、石墨材質(zhì)等。陶瓷雖然耐受Zn液侵蝕,但是導熱率低,且熱震抗力不高,蒸發(fā)舟溫度變化過快時易熱裂不適用;石墨具有高導熱率、耐Zn液腐蝕、高抗熱震性能等優(yōu)良特性,但不耐高溫氧化,強度低、易碎裂,也不符合要求。有研究蒸發(fā)舟進行滲硼化學熱處理
,在表面形成一層耐Zn液腐蝕的B-Fe化合物層,減少Zn-Fe渣形成,以及研究在蒸發(fā)舟表面增加耐腐蝕涂層
,這些措施雖可降低“Zn渣”生成,但降低了熱傳導而無法能滿足快速鍍膜,難以推廣應(yīng)用。
不同成分的噴金料價格相差較大,目前業(yè)界采用低成本的噴金料作為噴金層的打底層,然后采用不同Sn含量的噴金料作為表面層,確保焊接引線效果,或不同的含Sn量和Zn基噴金料合理多層組合,滿足不同領(lǐng)域的需要。作為新能源領(lǐng)域使用的電容器,一般體積較大,為節(jié)約成本,采用ZnAl合金作為打底層,考慮到ZnAl合金不易焊接引線,因此Zn作為表面層,或噴金層全部采用Zn材料,然后用錫焊絲將引線焊在噴金層上,組合工藝在滿足電性能要求的前提下,最大程度降低生產(chǎn)成本,提高企業(yè)經(jīng)濟效益。
國內(nèi)業(yè)界研究了輥模拉拔技術(shù),其變形原理與軋制基本相同
,研究表明輥模適合拉拔線材,其結(jié)構(gòu)較軋機簡單,一組輥模適合不同寬展特征線材拉拔,具有適應(yīng)性廣、孔型易調(diào)、無打滑優(yōu)勢。輥模用于拉拔金屬線材研究較多
,較早見于黑色金屬
,但用于Zn及其合金的報道較少。本文作者研究了Zn及其合金的變形特征,設(shè)計了多款輥模
用于拉拔φ2.5mm以上的Zn線材,將拉拔模拉拔道次減少到2~5道,拉拔成材率達到99.5%以上,輥模拉拔過程發(fā)熱量大幅度減少,拉拔速度可達到420m/min,節(jié)能效果明顯,拉拔潤滑液要求低,危險廢物排放少,線材性能一致性較拉拔模更穩(wěn)定,噴金過程穩(wěn)定性更佳。上述技術(shù)成果已通過浙江省科技成果鑒定(浙技促鑒字[2021]第423號,科技成果登記證編號:DJ106062021Y0051),鑒定結(jié)論達到國際先進水平。
從表3可看出,處理1產(chǎn)量明顯低于處理2與處理3,處理2與處理3無顯著性差異,處理1的產(chǎn)值與處理2與3的差異極顯著。處理3的產(chǎn)值最高,顯著高于處理2,極顯著高于處理1。就上等煙比例而言,處理3極顯著高于處理1和處理2,處理1與處理2之間無顯著性差異。就中等煙比例而言,處理1最高,顯著高于處理3,與處理2無顯著性差異。這可能是因為處理1煉苗不夠,導致后期煙株根的發(fā)育不完善影響營養(yǎng)和水分的吸收造成的。由此可以看出處理3池外日曬煉苗的經(jīng)濟性狀高于其他2個處理。
2021年國內(nèi)噴金料市場規(guī)模大約18~20億元。噴金料一般采用熔點低于450℃的金屬材料(也稱軟釬料)。隨著噴金料低Sn化和Zn及其合金大量使用,目前占電容器總成本降到約15%~20%左右。早期噴金料采用低熔點SnPb多元合金為主,2003年2月歐盟WEEE和RoHS指令生效,規(guī)定2006年7月1日起,在歐洲市場銷售電子信息產(chǎn)品實現(xiàn)無鉛化,我國在2007年3月1日實施《電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法》,給電子信息產(chǎn)品行業(yè)帶來急劇變革。當時國內(nèi)也相應(yīng)出現(xiàn)不同成分的無鉛噴金料替代產(chǎn)品
。由于噴金材料急劇變化,大量使用高Sn含量噴金料,電子行業(yè)用Sn量大增,成為錫價上漲主要原因之一,圖4是統(tǒng)計《上海有色https://www.smm.cn/》近15年來來錫價趨勢,錫價已從2006年8.762萬元/噸上漲到2022年33.605萬元/噸(1~2月平均價),近幾年受到環(huán)保、限電、新能源領(lǐng)域用量增加等因素影響,錫價漲幅驚人,給業(yè)界帶來沉重成本負擔。因此業(yè)界不斷研究提升技術(shù),以適應(yīng)采用低Sn噴金料
,近幾年Sn含量從70%逐步降低到20%,甚至有企業(yè)采用含Sn10%產(chǎn)品,原先Sn含量70%以上噴金料已逐漸退出市場。隨著新能源領(lǐng)域的開拓,為滿足對電容器電性能高要求,含Sn合金并不是理想選擇,同時純Zn無法滿足電容器某些特性需要,且純Zn偏軟,噴金過程容易造成送線不穩(wěn),因此研發(fā)出新型微合金化Zn基合金
,同時ZnAl基合金線材
也作為噴金料在新能源電容器領(lǐng)域得到推廣。這些新型噴金料在合金中分別或組合添加微量Cu、Ti、Fe、Ni、Al、Mg等,改善噴金層與金屬鍍層接觸性能(降低損耗角)、提高引線焊接可靠性、減少噴金過程堵槍現(xiàn)象等,滿足低成本和新能源領(lǐng)域應(yīng)用電容器要求。目前國內(nèi)噴金料的性能與國外同類相近,基本實現(xiàn)國產(chǎn)化,具備參與國際市場競爭能力,部分產(chǎn)品已出口到國際市場。國外新型噴金料未見有公開的報道或使用,因此難以確定國外同行現(xiàn)狀。
2.2.3 ZnAl合金線材加工技術(shù)
含Sn噴金料主要為SnZn基合金,其作用之一是起到噴金層與引線良好焊接作用,滿足引線焊接可靠性要求,隨著引線焊接技術(shù)不斷提高,成分改進后的低Sn含量噴金層也能保證焊接質(zhì)量。含Sn噴金料國內(nèi)外現(xiàn)有加工技術(shù)基本相同,采用合金熔體配制、鑄成擠壓錠、經(jīng)擠壓機正向擠壓成φ6.0mm粗線坯,粗線坯經(jīng)數(shù)十道次拉絲模拉拔減徑成所需規(guī)格尺寸線徑(一般φ2.0mm以下)。該工藝容易造成擠壓錠之間微小的焊合缺陷,Zn含量增加及引入改良元素,及過多的拉拔變形,微小焊合缺陷逐步擴展成如圖6(a)空穴形貌(業(yè)界稱之為竹節(jié)絲)并最終拉斷,圖6(b)為拉斷時斷口形貌。因此采用常規(guī)拉絲模拉拔工藝成材率低,加工難度大,給線材加工企業(yè)帶來承重的成本負擔,因此研發(fā)適合低Sn含量噴金料的可行加工工藝,成為業(yè)界的重點,也決定了低Sn新型噴金料推廣應(yīng)用的前提。
2.3.1 噴金料的組合使用現(xiàn)狀
考慮運行策略和投資主體利益的電轉(zhuǎn)氣容量雙層優(yōu)化配置//許志恒,張勇軍,陳澤興,林曉明,陳伯達//(13):76
為解決低Sn新型噴金料加工難題,業(yè)界開發(fā)出適合軟釬料反向擠壓及近終成成型尺寸加工技術(shù)。正向擠壓過程隨模筒內(nèi)物料減少,壓力逐步從最高啟動壓力(22MPa)降至最低尾料壓力(10MPa)。反向擠壓技術(shù)常用于Cu、Al加工
,擠壓過程物料與模筒無相對移動而減少摩擦和模具磨損,起始擠壓力略高于尾料擠壓力,擠壓力低且過程穩(wěn)定,擠壓線坯品質(zhì)更優(yōu)良。Cu、Al的擠壓錠之間無法焊合,焊接部位按廢料處理,因此擠壓模具不考慮擠壓錠焊合,故Cu、Al反向擠壓不適合SnZn合金。近幾年業(yè)界研究了適合SnZn基合金反向擠壓和近終成型尺寸的模具
,互相組合實現(xiàn)反向擠壓功能,保留擠壓錠之間良好焊合特性,具備同時獲取十數(shù)根連續(xù)、質(zhì)量基本一致的近終成型尺寸擠壓線坯,在相同的擠壓比條件下,擠壓初始階段最大擠壓力可降低約5MPa,擠壓啟動后擠壓力基本保持在正向擠壓的尾料壓力值附近。通過工藝調(diào)整,單根擠壓線坯直徑可降到Φ2.5mm以下,后續(xù)僅拉拔2~6道次即為成品,該技術(shù)工藝流程短、節(jié)能佳,避免內(nèi)部缺陷形成空穴,解決了加工成材率低難題。該技術(shù)已通過浙江省科技成果鑒定(浙技促鑒字[2018]第513號,科技成果登記證編號:18006627),鑒定結(jié)論達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
2.2.2 微合金化Zn基合金加工技術(shù)
純Zn國外采用連鑄連軋工藝制取φ8mm線坯,經(jīng)軋制減徑到φ4.0mm,用拉拔模連續(xù)拉拔到所需規(guī)格(φ2.5mm以下)。國內(nèi)采用水平連鑄制取φ12mm線坯,加熱后經(jīng)連續(xù)軋機加工至φ8mm,拉拔模拉拔到所需規(guī)格。拉拔模系滑動摩擦,產(chǎn)生熱量多,需較強冷卻系統(tǒng),Zn熔點低(419℃),拉拔速度高于320m/min,則產(chǎn)生熱量導致拉斷或力學性能大幅度變化。純Zn中添加微量改良元素,同樣易形成組織內(nèi)部微缺陷,拉拔模拉拔過程易產(chǎn)生空穴,添加微量元素的寬展特征有變化,軋機適合特定寬展特征材料,故一套軋機無法滿足不同成分線材加工,連續(xù)軋制非最佳選擇,Zn基合金加工難題給業(yè)界帶來困惑。
【十八】愿你一生努力,一生被愛,想要的都擁有,得不到的都釋懷。你說想做少年騎士,守護一方圣土,可我只希望你平安喜樂,一直做像五年前那樣的小朋友。十八歲了,生日快樂。十八歲,擁有山川河海,磅礴未來。路還長,成年人的世界,也會容下你的小朋友心性。18+,未來,我們還是一起吧。(151****1902)
2.2.1 Sn基合金加工技術(shù)
ZnAl合金常規(guī)用于防腐噴金,隨著新能源電容器的興起,開始大量使用ZnAl復(fù)合鍍膜的金屬化薄膜,根據(jù)同種金屬易于結(jié)合的原理,及實際應(yīng)用,表明ZnAl合金更易與ZnAl復(fù)合膜結(jié)合,ZnAl合金作為噴金層,更利于能滿足雙“85”的高要求。ZnAl合金初期在電容器領(lǐng)域使用并不順利,國內(nèi)生產(chǎn)的φ2.5mm以下ZnAl合金線材在自動化持續(xù)電弧噴金過程不穩(wěn)定,時常發(fā)生斷弧、堵槍等。德國Grillo公司生產(chǎn)的ZnAl合金線則無此現(xiàn)象,因此國內(nèi)部分高端市場為德國Grillo公司占有。
國內(nèi)相關(guān)企業(yè)研究發(fā)現(xiàn)ZnAl合金存在高溫軟化特征
。在持續(xù)長時間電弧噴金過程,噴槍會受熱升溫到150℃左右,在此溫度下,國產(chǎn)ZnAl合金線抗拉強度從200MPa以上降到20MPa左右,導致線材軟化無法順利通過噴槍,出現(xiàn)炸火、噴金電流大幅度波動,繼而斷弧堵槍導致噴金過程停止。而德國Grillo產(chǎn)品則在150℃時仍能達到80MPa左右,不影響噴金作業(yè)。圖7(a)是國產(chǎn)ZnAl產(chǎn)品金相圖,圖7(b)為德國Grillo產(chǎn)品金相圖(Al均為15%),圖中分析可知,圖7(a)晶粒組織相對細小,圖7(b)存在尺寸較大、數(shù)量眾多片狀組織,具體獲得該效果技術(shù)未見公開報道。研究表明,ZnAl合金在150℃~200℃變形時為超塑性特點,主要通過晶界及相界滑移與轉(zhuǎn)動實現(xiàn)材料整體變形,晶粒越細小越容易變形,因此適當增加晶粒尺寸,減少晶界和相界所占的體積分數(shù),有助于增加晶界和相界滑移與轉(zhuǎn)動變形的抗力。本文作者通過深入研究,采用文獻
的技術(shù)手段,使ZnAl合金常溫具有較高塑性、高溫維持較高強度,即在常溫下,不過度提高ZnAl合金線材的強度(過高的強度也會影響送線材順暢,也不利于加工),提高材料150℃~200℃時強度在80MPa左右,解決困擾國內(nèi)企業(yè)多年難題。該技術(shù)成果通過浙江省科技成果鑒定(浙技促鑒字[2021]第422號,科技成果登記證書編號:DJ10602021Y0050),鑒定結(jié)果處國際先進水平。該產(chǎn)品不僅占據(jù)了國內(nèi)市場,同時也出口到國際市場,為筆者企業(yè)帶來明顯的經(jīng)濟效益
。
五四時期的兒童文學翻譯之所以有如此繁榮的景象,一個極為重要的原因是有一大批文化先驅(qū)的積極參與。魯迅非常看重國外兒童文學所提供的精神資源,他說“倘有新作的童話,我想,恐伯未必再講封王拜相的故事了”。(第315頁)[3]除了魯迅,周作人、趙元任、夏丐尊等現(xiàn)代文學名家都曾翻譯過兒童文學作品,他們的譯作不僅惠及了中國兒童,還為中國一批走上兒童文學創(chuàng)作的先驅(qū)們指引了方向。
立項與可行性研究報告的申報及批復(fù)是項目實施的前提,如果沒有上級主管的批復(fù),意味著項目沒有“正名”,接下來的資金、政策、人力等支持都是不可能的,也是“不合規(guī)不合法的”。因此,在農(nóng)業(yè)基建項目管理中,甲方單位必須特別重視前期立項及可行性研究報告編制,確保報告文本的科學性、項目實施的可行性、立項的成功率。一旦立項及可行性研究報告得到上級部門批復(fù),項目就可以依此獲得相應(yīng)的資金支持。同時,甲方還可以此批復(fù)去與地方行業(yè)管理部門溝通,取得項目實施所必須的合法證件,而這在農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)項目建設(shè)中是必不可少的環(huán)節(jié)。
國內(nèi)鍍Zn電工膜生產(chǎn)過程,Zn料利用率在40%左右,而國外高水平廠商(如日本東麗)Zn料利用率在~75%,相差近一倍。外企是如何實現(xiàn)的不得而知。通過分析發(fā)現(xiàn),國內(nèi)廠家的Zn料消耗主要發(fā)生在鋼質(zhì)蒸發(fā)舟內(nèi)產(chǎn)生大量“Zn渣”所致。目前,國內(nèi)企業(yè)均是利用45#鋼、08F鋼以及各種牌號不銹鋼板材制作Zn膜蒸鍍用蒸發(fā)舟,蒸發(fā)舟使用3~7天后,受熔Zn侵蝕形成大量“Zn渣”。其主要成分為ZnFe金屬間化合物,根據(jù)圖4
ZnFe二元相圖,熔體中Zn元素過量,生成ZnFe相以ζ相為主,相當于腐蝕掉1kg的Fe會消耗掉15kg的Zn,造成了大量難以回收利用的“Zn渣”,消耗了大量寶貴的有色金屬資源,增加生產(chǎn)成本,降低了產(chǎn)品市場競爭力。
尊重研究生的個性是個性化培養(yǎng)視角下研究生教育的基本前提。研究生來自不同的地域和家庭,其性格、能力、思維習慣、求學動機和畢業(yè)去向意愿等各有差異。導師應(yīng)將每名研究生視為獨立的思維個體,尊重研究生的學習主體地位,深入了解學生的個性特點,依據(jù)研究生的個體綜合素質(zhì)、知識興趣水平和創(chuàng)新能力的差異,采用因材施教教育理念和方法,制定個性化的培養(yǎng)方案(課程計劃和論文選題等)、培養(yǎng)方向和循序漸進的任務(wù)目標,幫助研究生形成具有個性化特點的研究性思維和專業(yè)知識學習能力,激發(fā)每個研究生的自主研究意識和潛能,提升短板,升華長板,最終實現(xiàn)研究生創(chuàng)造性、創(chuàng)新性思維和能力的養(yǎng)成。
2.3.2 配套引線焊接材料的研發(fā)
大體積的電容器能否使用廉價Zn材料作為噴金層,取決于引線的焊接質(zhì)量,常規(guī)引線自動點焊技術(shù)適合含Sn層表面焊接引線,不適合Zn層表面焊接,因此采用錫焊料焊接引線。常規(guī)錫焊料可以在Zn金屬光滑表面焊接引線,但Zn噴金層表面粗糙不平,常規(guī)錫焊料難以鋪展?jié)櫇?,焊接效果不佳,且焊接時有飛濺產(chǎn)生,見圖6(a)箭頭所指為飛濺的細小焊珠,飛濺產(chǎn)生主要原因是包裹在錫焊絲中心的助焊劑,其中水分和/或小分子等易蒸發(fā)物質(zhì),在焊接溫度下發(fā)生劇烈氣化產(chǎn)生氣泡,氣泡爆破時產(chǎn)生推力將助焊劑與焊料一起濺射出去,落在焊點范圍之外,凝固后可觀察到錫珠,謂之“飛濺”,細小焊珠影響封裝后的電容器質(zhì)量。筆者企業(yè)通過研究,適當調(diào)整免清洗助焊劑,解決了錫焊料鋪展性難題,見圖6(b)。在錫焊絲一側(cè)長度方向有規(guī)律加工透孔,稱之為“破錫”處理,圖7(a)為“破錫”原理,圖7(b)破錫焊絲的形貌,“破錫”后焊絲可使助焊劑中易蒸發(fā)物質(zhì),在焊接時產(chǎn)生的氣泡及時逸出(逸出的釬劑可預(yù)先潤濕焊點處),減小爆破推力,從而消除“飛濺”現(xiàn)象。
目前國內(nèi)鍍膜工藝已解決了“飛濺”難題,提高金屬化薄膜的質(zhì)量基本取決于鍍膜設(shè)備的先進程度。國內(nèi)大部分制造企業(yè)引進了國外先進的鍍膜設(shè)備,以及國內(nèi)設(shè)備不斷吸收國外先進技術(shù),因此在金屬化薄膜制造方面,已能滿足國內(nèi)市場的需求。國內(nèi)鍍膜設(shè)備與國外相比還有一定的差距,有待國內(nèi)相關(guān)企業(yè)努力解決;Zn鍍膜層抗氧化性仍是國內(nèi)外同行所關(guān)注的重點;在鍍膜過程Zn損耗過大問題,有待進一步研究解決,以提高制造企業(yè)的經(jīng)濟效益。
噴金料在電容器所占成本較高,廉價噴金料將持續(xù)得到應(yīng)用。近年來國產(chǎn)噴金料基本替代了國外同類產(chǎn)品,國內(nèi)難覓國外同類產(chǎn)品,且國外同類產(chǎn)品的信息較為少見,也未見有公開的研究報道,但從國外獲得樣品分析,國外同類產(chǎn)品在成分、力學性能和線徑控制方面基本與國內(nèi)一致,但表面潔凈度還是明顯優(yōu)于國內(nèi)產(chǎn)品。因此今后噴金料材料力學性能和噴金過程穩(wěn)定性、表面潔凈度的提高,仍是業(yè)界發(fā)展的方向。
業(yè)界統(tǒng)計噴金過程噴金料利用率不到40%,電容器制造企業(yè)也試圖通過改善噴金工藝來提高噴金料的利用率,以降低成本。噴金料常規(guī)線徑都在φ1.60mm以上,噴槍與待噴電容器的間距控制200~220mm,噴槍噴出覆蓋是圓面,因此總有部分噴出的金屬粒落入待噴電容器之外,造成損失。為提高噴金料利用率,業(yè)界采用縮短噴槍與電容器間距至130~150mm,縮小噴槍噴出覆蓋的圓面,提高噴金產(chǎn)品覆蓋率,進而提高噴金料的利用率,該技術(shù)可提高噴金料利用率約5%??s短噴槍與電容器間距,則需降低噴金電流,以防燙傷電工膜,因此以φ1.2mm及更小規(guī)格線徑替代φ1.60mm以上產(chǎn)品,導致線材生產(chǎn)企業(yè)加工效率降低。由于噴金料熔點低無法高速拉拔的特性,給噴金料加工企業(yè)提出了更高的技術(shù)要求,有待研發(fā)更高效、實用的加工解決。
復(fù)合生物保鮮劑是將具有不同功能的生物保鮮劑協(xié)同使用,形成一種高效的復(fù)合保鮮劑,以提高水產(chǎn)品的保鮮效果。如將乳酸鏈球菌素(Nisin)、二胺四乙酸(EDTA)和納他霉素復(fù)合使用,可擴大抗菌譜,抑制革蘭氏陰性菌[5];將紅曲霉與衣康酸復(fù)合使用,防腐效果顯著增強[5];也有研究表明可以利用殼聚糖具有成膜特性,將其與溶菌酶復(fù)合從而抑制乳酸菌和大腸桿菌的生長[7]。
據(jù)介紹,青海推動住房公積金制度向非公有制單位職工及非全日制從業(yè)人員、個體工商戶、自由職業(yè)者等新市民覆蓋,逐步實現(xiàn)“應(yīng)建盡建、應(yīng)繳盡繳”,建立健全依法繳存、有效使用、高效服務(wù)的政策體系和公積金管理機制,為廣大職工特別是農(nóng)民工等群體改善居住條件提供有力的制度保障。
在粗糙的Zn噴金層表面焊接引線,是錫焊料領(lǐng)域面臨的新問題,目前雖通過改良助焊劑及破錫處理,解決了潤濕性和飛濺問題,但破錫處理工序復(fù)雜,國內(nèi)沒有專業(yè)的研究單位和設(shè)備生產(chǎn)企業(yè),因此沒有現(xiàn)成的專用設(shè)備和工具,如果破錫處理不完全,仍存在飛濺的隱患,因此有待研究專用的破錫設(shè)備和工器具,提高錫焊絲的破錫處理的可靠性。
①目前國內(nèi)電工膜原料和鍍膜設(shè)備國產(chǎn)化率低;金屬化薄膜國產(chǎn)化率高;②鍍膜材料已解決“飛濺”問題,為確保金屬化薄膜的質(zhì)量提供了一定保障;③鍍Zn的金屬化薄膜拆除包裝后易氧化待解決,鍍膜過程Zn消耗大的問題有待研究解決;④噴金料仍朝低成本發(fā)展,成分已形成多項專利,從目前得公開資料分析,已處于國際同類先進水平;⑤目前已逐步形成適合不同噴金料合金成分線材加工技術(shù),減徑加工成材率可以達到99.5%以上,能耗明顯降低,帶來明顯經(jīng)濟效益;⑥現(xiàn)有拉拔Cu、Al的高速拉絲機,并不適合軟釬料加工,實現(xiàn)軟釬料高速拉拔、提高經(jīng)濟效益,有待業(yè)界進一步研究和開發(fā);⑦Zn噴金層表面焊接引線的錫焊料,還需提高破錫處理的可靠性。
[1]GB/T 10190-2012.電子設(shè)備用固定電容器第16部分:分規(guī)范金屬化聚丙烯膜介質(zhì)直流固定電容器.
[2]GB/T 24123-2009.電容器用金屬化薄膜.
[3]YS/T866-2013.電容器端部用無鉛錫基噴金線.
[4]曹桂華,仲瑜.金屬化薄膜電容器自愈性分析[J].電子質(zhì)量,2012,6:49-52.
[5]劉海峰.金屬化薄膜電容器的應(yīng)用空間[J].現(xiàn)代制造,2007,24:65.
[6]王振東.金屬化薄膜電容器損耗的工藝研究[D].南京理工大學研究生院,王振東,2007-04-20.
[7]劉斌.新能源汽車用薄膜電容器市場及要求淺析.全國有機薄膜電容高峰論壇,南通市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū),2019[R].江蘇南通,中國電子元件行業(yè),2019.
[8]牛福泉.有機薄膜電容器的發(fā)展趨勢探討.全國有機薄膜電容高峰論壇,南通市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū),2019[R].江蘇南通,中國電子元件行業(yè),2019.
[9]莫文宇、謝爾曼.薄膜電容行業(yè)之法拉電子研究報告:薄膜電容龍頭踏浪而行[N].長江證券,2022-01-20.
[10]陳偉偉.高溫高濕應(yīng)用下金屬化薄膜電容器的設(shè)計探討.全國有機薄膜電容高峰論壇,南通市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū),2019[R].江蘇南通,中國電子元件行業(yè),2019.
[11]GBT3667.1-2016.交流電動機電容器第1部分總則性能、試驗和額定值安全要求安裝和運行導則.
[12]琚高鵬.試析金屬化薄膜電容器的技術(shù)改進策略[J].信息與自動化,2020,3:62.
[13]閆欣,王赫穎.金屬化薄膜電容器自愈性的影響因素及控制措施.世界有色金屬,2016(12S):95-96.
[14]紹興市天龍錫材有限公司.亜鉛合金:日本.特許第6670815[S].2020-03-04.
[15]儲松潮.Zn鋁金屬化膜氧化腐蝕及其防護[J].電力電容器,2000,2.
[16]虞覺奇.二元合金狀態(tài)圖集[M].上海:上??茖W技術(shù)出版社,1983:380.
[17]馬靜,王俊,呂和平等.熔融Zn液腐蝕的研究現(xiàn)狀[J].材料導報,2007,251(6):96-99.
[18]孫宏飛,徐勇,于美杰等.耐熔Zn腐蝕涂層在熱鍍Zn設(shè)備中的應(yīng)用[J].腐蝕科學與防護技術(shù),2004,16(6):378-380.
[19]李德元,胡廣旭,王赫瑩,等.氧化鋁涂層在熔融Zn液中的腐蝕及熱震行為[J].沈陽工業(yè)大學學報,2009,31(4):361-364.
[20]戴國水.無鉛噴金材料的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].電子元件與材料,2008,27(10):1-4.
[21]劉漢堯.一種電容器無鉛噴金料:中國.ZL200810027243.9[P].2010-03-17.
[22]紹興市天龍錫材有限公司.一種添加合金元素的無鉛噴金料:中國.ZL 200810061248.3[P].2010-06-16.
[23]紹興市天龍錫材有限公司.一種無鉛噴金料.中國.ZL201210469789.6[P].2014-07-30
[24]戴國水.一種微合金化高強度鋅合金:中國.ZL200710156297.0[P].2009-07-07.
[25]戴國水.マイクロ合金化の高強度亜鉛合金:日本.特許第5356691[P].2013-09-06.
[26]戴國水.微合金化高強度鋅合金:中國.ZL200710156296.6[P].2009-09-30.
[27]紹興市天龍錫材有限公司.一種鋅合金無鉛噴金料:中國.ZL20121014 6203.2[P].2014-04-23.
[28]紹興市天龍錫材有限公司.一種金屬化薄膜電容器端部噴金用鋅鋁合金絲 :中國.ZL201010258866.4[P].2012-03-07.
[29]銅陵龍峰新材料有限公司.金屬化SSィFIxviコas(Ⅷ)asサの端部et(IX)FIスプレー用亜鉛合金線:日本.特願2020-214025[P].2020-12-23.
[30]孫德華.銅及銅合金反向擠壓技術(shù)(續(xù))[J].有色金屬加工,2009,38(6):50-51.
[31]陳文泗,羅銘強,劉靜安.鋁合金反向擠壓的特點及我國發(fā)展前景[J].鋁加工,2016,229(2):42-44.
[32]紹興市天龍錫材有限公司.一種擠壓模具:中國,ZL201610172610.9[P].2017-06-30.
[33]紹興市天龍錫材有限公司.一種擠壓模具:中國,ZL201620231218.5[P].2016-08-03.
[34]紹興市天龍錫材有限公司.一種錫合金擠壓模具:中國,ZL2019201589 13.4[P].2020-05-19.
[35]鄭寶龍,朱為昌,劉希和.輥模拉拔運動學分析[J].金屬制品,1996,22(5):10-13.
[36]鄭寶龍,李連詩,馀福昌.二連式輥模拔絲拉拔力計算[J].金屬制品,1993,41(4):13-16,
[37]王庸祿.有待認識與開發(fā)的輥模拉拔[J].金屬制品,1991,17(3):4-7.
[38]陳得友,閔學剛,李龍,等.拉拔方式對高碳鋼絲組織性能的影響[J].東南大學學報自然科學版,2019,49(4):749-756.
[39]銅陵龍峰新材料有限公司.一種新型結(jié)構(gòu)的輥拉模:中國,ZL20182073 1240.2[P].2018-12-28.
[40]銅陵龍峰新材料有限公司.一種新型拉拔用輥模:中國,ZL2021206168 59.0[P].2021-03-26.
[41]李鋒,錢康樂,傅珠榮,等.輥模拉拔軟釬料金屬的變形特征及其改進設(shè)計[J].有色金屬加工,2020,49(6):49-53.
[42]銅陵龍峰新材料有限公司.一種高溫軟釬料減徑用輥模:中國,ZL2019 21054223.0[P].2020-05-05.
[43]董建光,戴登峰,李鋒,等.水箱拉拔機拉拔Zn線材用輥模的設(shè)計及應(yīng)用[J].有色金屬材料與工程,2021,42(6):35-39.
[44]Zhenya Song,Ming Yan,Shenchao Jin,etc.Effect of heat treatments on the microstructure and mechanicalproperties of Zn-15 wt% Al alloy[J].Mater.Res.Express 7(2020)086522.
[45]戴登峰,張國富,張倩倩,等.“雙碳”背景下提升有色金屬加工經(jīng)濟效益的途徑探討[J].世界有色金屬,2022,2
:130-134.