코팅 알루미늄 코일에 사용되는 원료는 산업용 고순도 알루미늄 코일이며, 순도는 99.93%(질량분율) 이상이어야 합니다. 그 중 코팅된 알루미늄 코일의 Al 질량 분율은 99.99% 이상이어야 합니다. 공업용 고순도 알루미늄의 불순물 원소로는 Fe, Si, Cu, Mg, Zn, Mn, Ni, Ti 등이 있으며, 그 중 Fe, Si, Cu가 주요 성분입니다. 고순도 알루미늄의 순도는 회수 온도에 영향을 미칠 수 있습니다. 어닐링 과정에서 불순물 원소의 고용체 원자가 하위 입자 경계에 분포하여 입자 경계 이동을 방해하여 입방 방향 입자의 성장에 영향을 주어 전해 커패시터의 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 현재 국제적인 추세는 전해 콘덴서용 알루미늄 코일에 Fe, Si, Cu의 함량을 낮추고 다른 불순물 원소의 함량을 엄격하게 제어하는 것입니다.
(1) Fe의 영향.
Fe는 고순도 알루미늄에서 가장 유해한 불순물 원소입니다. 그 함량과 분포 형태는 코팅된 알루미늄 코일의 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. Fe는 일반적으로 고순도 알루미늄 코일에 고용체 형태로 존재합니다. Fe 함량이 증가하면 입방 구조 함량이 감소합니다. Fe가 고르지 않게 분포되면 알루미늄 코일의 거친 입자, 고르지 않은 부식 및 전기적 특성 저하가 발생합니다. Fe의 함유량과 분포는 코팅된 알루미늄 코일의 성능에 더 큰 영향을 미칩니다. Al에 대한 Fe의 용해도는 매우 작습니다. 다양한 온도에서 Fe는 Al에 용해되며 FeAl₃ 및 FeAl과 같은 입자 형태로 분리되거나 침전될 수도 있습니다.6.
Al 매트릭스에 더 많은 Fe가 고체로 용해되면 어닐링 과정에서 큰 각 결정립계의 이동을 방해하고 입방 구조의 형성 및 성장을 억제하며 재결정 온도를 증가시켜 R 텍스처를 사용하면 큐빅 텍스처 구조의 내용이 줄어듭니다. Fe가 FeAl2와 FeAl의 형태로 침전되는 경우6화합물을 사용하면 부식된 알루미늄 코일의 성능이 저하됩니다.
고순도 알루미늄에는 Fe가 어떤 상태로 존재하더라도 알루미늄 코일의 어닐링 과정과 알루미늄 코일의 부식 과정에서 입방 구조의 형성과 성장에 도움이 되지 않음을 알 수 있다. 따라서 제조업체에서는 코팅 알루미늄 코일 생산 과정에서 Fe 함량을 엄격하게 관리합니다.
(2) Si의 영향.
고순도 알루미늄에 포함된 Si 불순물의 주요 원인은 내화물로 인한 오염입니다. Si 불순물은 Fe 불순물보다 제어하기가 더 어렵습니다. 과도한 Si 함량은 입방체 조직의 성장에 영향을 미치고 과다 용해되기 쉬우며 알루미늄 재결정화 중에 거친 입자를 유발합니다. Si는 Fe에 비해 Al에 대한 용해도가 더 크며 주로 고용체 형태로 존재합니다. 고용체 석출 능력은 Fe에 비해 약하고, 입방 조직 형성 과정에 미치는 악영향은 Fe에 비해 훨씬 적습니다.
Si와 Fe는 고순도 알루미늄에 공존할 때 서로의 존재 상태에 영향을 줄 수 있습니다. 고순도 알루미늄에 Si를 첨가한 후 Fe의 벌크 확산 속도가 증가하여 Fe의 과포화 고용체 상태와 FeAl3의 분산 상태를 변화시켜 입방 구조의 형성 및 성장에 도움이 됩니다. 알루미늄 코일의 성능에 대한 Si의 영향은 Si와 Fe의 함량 비율과도 관련이 있습니다.
Fe 함량이 낮고 Si 및 Fe 함량이 상대적으로 높으면 알루미늄 코일의 정전 용량이 증가합니다. Fe 함량이 (10~20)x10 이내인 경우-6, Si 및 Fe 함량 비율은 알루미늄 코일의 정전 용량에 더 중요한 영향을 미칩니다. Fe 함량이 30x10을 초과하는 경우-6, 정전 용량에는 뚜렷한 영향을 미치지 않습니다.
Si 함량이 너무 높으면 과잉 Si에 의해 형성된 AI-Fe-Si 3원 화합물이 AI보다 높은 전위를 가지며, 이는 부식 형성 중 Al 매트릭스의 용해에 도움이 되지 않습니다. Si 함량이 500x10을 초과하는 경우-6, 알루미늄 코일의 형성 시간이 길어지고 계속 증가하면 알루미늄 코일의 비정전 용량이 감소합니다. 따라서 코팅된 알루미늄 코일의 Si 함량은 일반적으로 30x10 미만으로 제어되어야 합니다.-6.
(3) Cu의 영향.
연구에 따르면 Cu 함량이 너무 낮으면 알루미늄 코일의 내식성이 떨어지고, Cu 함량이 너무 높으면 쉽게 과도한 부식이 발생하는 것으로 나타났습니다. 고순도 알루미늄의 Cu 함량이 증가하면 알루미늄 코일의 정전 용량이 증가할 수 있습니다. Cu 함량이 (27~30)x10에 도달할 때-6, Cu 함량의 증가는 알루미늄 코일의 비정전용량을 감소시킵니다. Umezawa Atsushi et al. 고순도 알루미늄의 재결정 조직의 진화를 연구한 결과, 고순도 알루미늄 코일의 Cu 함량이 50x10-6일 때 어닐링 후 재결정 조직의 입방 조직 함량은 Cu가 없음을 발견했습니다. 두 배의 시간, 아니 {123}<634>R 텍스처가 발견되었습니다. 낮은 Cu 함량과 높은 입자 성장 온도는 고순도 알루미늄 코일의 입방 질감 함량을 높이는 데 도움이 됩니다. 특정 양의 Cu는 알루미늄 코일의 부식 형성 과정에서 다공성을 증가시키고 알루미늄 코일의 비정전 용량을 증가시킬 수 있습니다. 따라서 국내외 제조업체에서는 일반적으로 알루미늄 코일의 비정전용량을 높이기 위해 고순도 알루미늄에 일정량의 Cu를 첨가합니다. 고순도 알루미늄 코일의 Cu 함량이 높으면 코팅된 알루미늄 코일의 작동 전해질에 마이크로 배터리가 쉽게 형성되어 유전체의 산화막이 파괴되고 커패시터의 성능이 저하됩니다. 따라서 고순도 알루미늄 코일의 Cu 함량은 일반적으로 60x10 이하로 제어되어야 합니다.-6.
(4) 기타 미량원소의 영향.
알루미늄 코일의 다른 주요 미량 원소로는 Mg, Be, Pb, Sn, Ni, Ti 등이 있습니다. 이러한 고용체 미량 원소는 알루미늄 전위 근처에서 쉽게 분리되어 후속 압연에서 알루미늄 코일의 결정화에 영향을 미칩니다. 및 어닐링 공정. 격자 형성, 입자 크기, 입방체 질감 형성, 누설 전류 및 부식 과정에 중요한 영향을 미치며 궁극적으로 커패시터의 성능에 영향을 미치므로 그 함량을 엄격하게 제어해야 합니다.
Mg가 너무 많으면 알루미늄의 핵생성 속도와 핵생성 속도가 감소하여 입방체 조직의 형성 및 발달에 도움이 되지 않습니다. 이러한 미량 원소는 알루미늄 코일에 항상 단량체 형태로 존재하는 것은 아닙니다. 조건이 변화함에 따라 다른 미량원소 및 AI와 함께 다양한 유형의 화합물을 형성하여 고용체를 형성하거나 침전됩니다. 다양한 형태의 알루미늄 코일에 있는 미량 원소의 존재를 연구함으로써 알루미늄 코일의 미량 원소 함량을 효과적으로 제어할 수 있습니다. Mg의 존재는 알루미늄 코일의 부식 터널의 측면 발달을 유발하고 알루미늄 코일 표면의 부식 조직 박리를 촉진할 수 있으며 이는 비정전용량의 향상에 도움이 되지 않습니다. 동시에 희토류와 Be를 적당량 첨가하면 고순도 알루미늄 코일의 입방조직 형성에 대한 Fe의 저해효과를 감소시키고, 입방조직의 형성과 성장을 촉진하여 입방조직 함량을 증가시킬 수 있다.
현재 미량 원소의 함량을 제어하는 더 나은 방법은 다음과 같습니다. 고순도 알루미늄에 미량의 희토류(Y)를 첨가하면 알루미늄 코일의 변형된 텍스처 구성 요소의 상대적 강도가 변경될 수 있습니다. Be를 적게 추가하면 완성된 포일의 입방체 질감이 증가할 수 있습니다. 구조적 강도. 희토류와 Al의 Be의 용해도는 매우 작으며 Fe와 같은 미량 불순물과 함께 일련의 화합물을 형성할 수 있습니다. 침전 후 매트릭스는 정제될 수 있고 매트릭스 내 Fe 농도는 감소하며 불순물이 알루미늄 코일의 입방체 질감에 미치는 악영향이 제거됩니다. 희토류 함량이 증가함에 따라 황동의 배향 밀도가 증가하고 S 텍스처 성분이 감소하며 최종 소둔박의 입방 텍스처 함량이 그에 따라 감소합니다. 희토류 함량이 0.003%인 경우 Pb2+의 표준 전극 전위는 AI+3보다 상당히 높습니다. 고순도 알루미늄 코일에 Pb를 첨가하면 알갱이와 부식 구덩이의 수를 효과적으로 늘릴 수 있으며, 이는 알루미늄 코일 표면의 부식에 유리하여 알루미늄 코일의 유효 표면적을 증가시킵니다. Pb 함량이 증가함에 따라 완성된 알루미늄 코일의 입방 텍스처 함량은 점차 감소합니다. Pb 함량이 0.3x10에 도달하면-6, 고순도 알루미늄 코일은 최대 비축전용량을 얻을 수 있습니다. 알루미늄 코일의 미량 Pb는 알루미늄 코일 표면에 집중되어 표면에 부식 기공을 발생시켜 비정전용량을 증가시키고 알루미늄 코일의 강한 입방체 질감에 영향을 미치지 않습니다. 따라서 미량의 Pb를 첨가하면 기존 무연 알루미늄 코일의 성능을 향상시킬 수 있습니다. 중요한 기술적 수단. 그러나 Pb는 발암물질이다. Mao Weimin 등은 Sn을 사용하여 Pb를 대체하는 방법을 연구하여 좋은 결과를 얻었습니다.
고순도 알루미늄 코일의 Sn 함량이 20x10 미만인 경우-6, 어닐링된 알루미늄 코일의 입방 텍스처 함량은 95% 이상에 도달할 수 있는 반면 Sn 함량은 20x10-6, 알루미늄 코일의 입방체 텍스처 함량이 감소합니다. . 알루미늄 코일의 비정전용량에 대한 Sn 함량의 영향은 Pb의 효과와 유사하므로 Pb를 대체하여 환경 오염을 줄일 수 있습니다.
코팅된 알루미늄 코일의 생산 공정에서는 개별 미량 원소의 함량이 제한될 뿐만 아니라 기타 미량 원소의 총량도 엄격하게 제어되어야 합니다. 코팅된 알루미늄 코일의 전반적인 성능에 대한 부정적인 영향을 피하기 위해 코팅된 알루미늄 코일의 기타 미량 원소 함량은 일반적으로 10x10-6.
