电容器铝箔加工的材料学原理PDF电子书下载

第1章 铝电解电容器及其技术原理 1

1.1铝电解电容器的原理 1

1.1.1铝电解电容器及其基本结构 1

1.1.2阴极与阳极的电容参数关系及电容器铝箔 2

1.1.3电容器铝箔高比电容化原理 3

1.2电容器铝箔的基本加工工序简述 6

1.2.1铝电解电容器的基本生产流程 6

1.2.2高纯铝的传统生产方式 7

1.2.3光箔的加工 8

1.2.4铝箔的腐蚀与化成加工 9

1.3国内电容器铝箔加工技术的发展 11

1.3.1初期发展阶段 11

1.3.2快速发展阶段 12

1.3.3新的挑战 13

参考文献 15

第2章 电容器铝箔加工的金属学基础 17

2.1铝的基本结构特点 17

2.1.1铝的基本特性 17

2.1.2晶体结构 18

2.1.3晶向与晶面 19

2.1.4铝晶体的旋转对称性 21

2.2铝晶体的取向与多晶体织构 23

2.2.1取向与织构的定义 23

2.2.2极射赤面投影图 27

2.2.3取向分布函数 31

2.2.4|100|织构占有率的计算 34

2.3铝中的位错 35

2.3.1位错的概念与类型 35

2.3.2位错应力场和位错能量 37

2.3.3铝中位错的滑移 41

2.3.4位错受力 43

2.3.5位错的增殖 47

2.3.6铝箔表面的位错状态和正应力场 48

2.4铝中的其他缺陷 51

2.4.1空位 51

2.4.2晶界的结构 54

2.4.3表面结构 58

2.4.4表面氧化膜对铝箔位错的影响 59

2.5铝基固溶体 60

2.5.1铝基固溶体的类型 60

2.5.2固溶元素的平衡偏析 64

2.5.3固溶元素的非平衡偏析 67

2.5.4多晶固溶体中晶界的迁移 68

参考文献 74

第3章 铝的腐蚀与氧化原理 76

3.1金属电化学腐蚀基础 76

3.1.1金属腐蚀电池 76

3.1.2金属腐蚀热力学 80

3.1.3金属电化学腐蚀动力学 83

3.1.3.1腐蚀电池的电极过程 83

3.1.3.2腐蚀电池动力学的基本原理 87

3.1.4金属的钝化 93

3.2铝的电化学腐蚀原理 96

3.2.1铝的均匀腐蚀 97

3.2.2铝的小孔腐蚀 98

3.2.2.1金属小孔腐蚀的基本规律 98

3.2.2.2铝表面小孔的萌生 100

3.2.2.3铝的小孔腐蚀动力学 106

3.2.3铝的电偶腐蚀 113

3.2.3.1电偶电流和电偶腐蚀效应 113

3.2.3.2电偶腐蚀的影响因素 114

3.2.3.3铝箔腐蚀加工中的电偶腐蚀 115

3.2.4铝合金的晶间腐蚀 115

3.3铝的氧化原理 116

3.3.1铝在空气中的氧化热力学 117

3.3.1.1选择氧化对铝氧化膜结构与成分的影响 117

3.3.1.2氧化铝的晶体结构 119

3.3.2铝氧化动力学 120

3.3.3铝在水中的氧化 123

3.3.4铝的阳极氧化 125

3.3.4.1生成壁垒型阳极氧化膜 126

3.3.4.2多孔型氧化膜的阳极氧化 128

3.3.4.3微弧阳极氧化 130

参考文献 130

第4章 电容器光箔加工过程中组织结构的演变 132

4.1半连续铸造组织 132

4.1.1半连续铸造的基本过程 132

4.1.2半连续铸坯凝固组织的形成 133

4.1.3柱状晶区的选择生长及凝固织构 135

4.2冷轧变形组织 136

4.2.1铝的冷轧变形组织的特点 136

4.2.2冷轧变形过程中滑移系的开动 138

4.2.3冷轧变形过程中的多系滑移和晶粒取向的变化 139

4.2.4冷轧织构的形成过程 141

4.2.5冷轧织构的理论计算 143

4.2.6轧制变形过程中取向变化的轨迹及胞状亚结构 148

4.2.7初始织构对冷轧织构的影响 151

4.2.8不均匀冷轧织构的形成 153

4.3再结晶组织 156

4.3.1纯铝再结晶的基本过程 156

4.3.2冷轧纯铝的回复 158

4.3.3再结晶的形核 159

4.3.4再结晶的晶界迁移速度 162

4.3.5再结晶动力学 163

4.3.6连续再结晶 165

4.3.7再结晶晶粒的定向形核 166

4.3.8再结晶晶粒的选择生长 171

4.3.9再结晶驱动力对组织的影响 175

4.3.10再结晶完成后的晶粒长大 177

4.4热轧加工组织 179

4.4.1动态回复与动态再结晶 180

4.4.2纯铝的热轧变形行为 181

4.4.3热轧变形后的微观组织 183

4.5高压阳极铝箔的立方织构 185

4.5.1立方取向晶粒的来源 185

4.5.2立方取向亚结构在冷轧变形过程中的稳定性 186

4.5.3立方取向晶粒的形核与再结晶生长 188

4.6影响阳极铝箔织构的重要因素 189

4.6.1初始织构和冷轧变形量的影响 190

4.6.2冷轧不均匀变形的影响 191

4.6.3再结晶退火工艺控制 193

4.6.4微量元素的影响 197

参考文献 199

第5章 电容器光箔的组织结构与表面质量 204

5.1组织结构与腐蚀行为 205

5.1.1低压阳极铝箔微观组织与晶体缺陷腐蚀行为 205

5.1.2低压阳极铝箔的不均匀腐蚀结构 208

5.1.3平均晶粒尺寸的影响 209

5.2不同晶体学指数铝箔表面的腐蚀结构 213

5.2.1位错在铝箔表面的稳定结构 213

5.2.2铝箔表面不同晶体学指数时位错露头周围的应力场 214

5.2.3纯铝单晶体不同晶体学指数表面的腐蚀发孔行为 217

5.2.4表面晶体学指数对阳极铝箔腐蚀发孔行为的影响 219

5.3电容器铝箔的织构控制 221

5.3.1高压阳极铝箔的晶体学定向腐蚀及织构控制 221

5.3.2低压阳极铝箔的织构控制 224

5.3.3冷变形状态的组织与织构 225

5.4微量元素的作用及控制 226

5.4.1电解电容器铝箔中的微量元素及其分布 226

5.4.2微量元素与晶体缺陷的交互作用 228

5.4.3微量元素对腐蚀性能的影响 230

5.4.4影响微量元素初始分布的工艺因素及控制 231

5.4.5成品退火工艺对微量元素表面分布的影响 234

5.5表面状态的影响及其控制 239

5.5.1表面起伏条痕对腐蚀发孔的影响 239

5.5.2阳极铝箔表面轧制条痕的影响及其控制 242

5.5.3铝箔退火过程中表面氧化膜的形成 244

5.5.4铝箔表面的油污 246

参考文献 247

第6章 电容器光箔加工技术的更新与发展 251

6.1偏析法生产高纯铝 251

6.1.1纯铝凝固时形成杂质元素偏析的动态过程 251

6.1.2纯铝的定向提纯技术 253

6.1.3高纯铝的分步提纯 254

6.1.4区域熔炼法 255

6.2阳极铝箔连续退火技术 257

6.2.1传统的真空退火技术及其特点 257

6.2.2连续退火技术的特点 258

6.2.3连续退火设备的基本设计 259

6.3无铅高压阳极铝箔技术 261

6.3.1铅对高压阳极铝箔表面发孔的重要作用 261

6.3.2无铅化的必要性和可能性 262

6.3.3微量锡对高压阳极铝箔立方织构的影响 263

6.3.4微量锡对高压阳极铝箔腐蚀发孔的影响 264

参考文献 266

第7章 电容器铝箔的腐蚀与化成 268

7.1低压阳极铝箔的腐蚀 268

7.1.1低压阳极铝箔交流腐蚀的基本原理 268

7.1.2影响低压阳极铝箔交流腐蚀的因素 269

7.2中高压阳极铝箔的腐蚀 270

7.2.1影响中高压阳极铝箔腐蚀技术发展的因素 270

7.2.2发孔预处理的原理及技术途径 273

7.2.2.1控制铝箔表面蚀孔随机分布方式的预处理 273

7.2.2.2控制铝箔表面有序发孔的预处理 274

7.2.3发孔的原理及技术途径 278

7.2.3.1铝箔的二次发孔现象 279

7.2.3.2控制隧道孔的生长过程 281

7.2.3.3控制隧道孔长度的一致性 286

7.2.3.4控制隧道孔的孔径与锥度 287

7.2.3.5在主隧道孔上形成枝孔 288

7.2.3.6不施加电源的发孔处理 291

7.2.4扩孔的原理及技术途径 292

7.3负极铝箔的腐蚀 298

7.3.1微电池腐蚀原理及技术途径 298

7.3.2除铜的原理及技术途径 298

7.3.3除氯离子的原理及技术途径 299

7.4电容器铝箔的化成 300

7.4.1低压铝箔的化成 300

7.4.2高压铝箔的化成 301

7.4.3化成工艺的发展 304

参考文献 307