Bahan mentah yang digunakan untuk gegelung aluminium bersalut ialah gegelung aluminium ketulenan tinggi industri, dan ketulenan dikehendaki melebihi 99.93% (pecahan jisim). Antaranya, pecahan jisim Al dalam gegelung aluminium bersalut dikehendaki melebihi 99.99%. Unsur-unsur kekotoran dalam aluminium ketulenan tinggi industri termasuk Fe, Si, Cu, Mg, Zn, Mn, Ni, Ti, dll., di antaranya Fe, Si, dan Cu adalah yang utama. Ketulenan aluminium ketulenan tinggi boleh menjejaskan suhu pemulihannya. Semasa proses penyepuhlindapan, atom larutan pepejal unsur-unsur kekotorannya diedarkan pada sempadan sub-butiran, yang boleh menghalang penghijrahan sempadan butiran, dengan itu menjejaskan pertumbuhan butiran berorientasikan padu, dengan itu menjejaskan prestasi kapasitor elektrolitik. Trend antarabangsa semasa adalah memerlukan kandungan Fe, Si, dan Cu yang lebih rendah dalam gegelung aluminium untuk kapasitor elektrolitik, sambil mengawal ketat kandungan unsur kekotoran lain.
(1) Pengaruh Fe.
Fe ialah unsur kekotoran yang paling berbahaya dalam aluminium ketulenan tinggi. Kandungan dan bentuk pengedarannya boleh menjejaskan prestasi gegelung aluminium bersalut. Fe biasanya wujud dalam bentuk larutan pepejal dalam gegelung aluminium ketulenan tinggi. Kandungan Fe yang meningkat akan mengurangkan kandungan struktur padu; taburan Fe yang tidak sekata akan membawa kepada butiran kasar, kakisan tidak sekata, dan kemerosotan sifat elektrik gegelung aluminium. Berbanding dengan kandungannya, kehadiran dan pengedaran Fe mempunyai kesan yang lebih besar terhadap prestasi gegelung aluminium bersalut. Keterlarutan Fe dalam Al adalah sangat kecil. Pada suhu yang berbeza, Fe larut dalam Al dan juga boleh diasingkan atau dimendakan dalam bentuk zarah seperti FeAl₃ dan FeAl6.
Apabila lebih banyak Fe pepejal terlarut dalam matriks AI, ia akan menghalang penghijrahan sempadan butiran sudut besar semasa proses penyepuhlindapan, menghalang pembentukan dan pertumbuhan struktur padu, dan meningkatkan suhu penghabluran semula, yang membawa kepada pembentukan tekstur R, menjadikan kandungan struktur tekstur padu dikurangkan. Apabila Fe memendakan dalam bentuk FeAl₂ dan FeAl6sebatian, ia akan merosot prestasi gegelung aluminium yang terhakis.
Dapat dilihat bahawa tidak kira apa keadaan Fe yang wujud dalam aluminium ketulenan tinggi, ia tidak kondusif untuk pembentukan dan pertumbuhan struktur padu semasa proses penyepuhlindapan gegelung aluminium dan kakisan gegelung aluminium. Oleh itu, syarikat pembuatan mengawal kandungan Fe dengan ketat semasa proses pengeluaran gegelung aluminium bersalut.
(2) Pengaruh Si.
Sumber utama kekotoran Si dalam aluminium ketulenan tinggi ialah pencemaran daripada bahan refraktori. Kekotoran Si lebih sukar dikawal daripada kekotoran Fe. Kandungan Si yang berlebihan akan menjejaskan pertumbuhan tekstur padu, terdedah kepada pelarutan berlebihan, dan juga akan menyebabkan butiran kasar semasa penghabluran semula aluminium. Berbanding dengan Fe, Si mempunyai keterlarutan yang lebih besar dalam Al dan terutamanya wujud dalam bentuk larutan pepejal. Keupayaan pemendakan larutan pepejalnya lebih lemah daripada Fe, dan kesan buruknya terhadap proses pembentukan tekstur padu adalah jauh kurang ketara daripada Fe.
Si dan Fe boleh mempengaruhi keadaan kewujudan satu sama lain apabila mereka wujud bersama dalam aluminium ketulenan tinggi. Selepas menambah Si kepada aluminium ketulenan tinggi, kadar resapan pukal Fe meningkat, yang boleh mengubah keadaan larutan pepejal supertepu Fe dan keadaan serakan FeAl3, yang kondusif untuk pembentukan dan pertumbuhan struktur padu. Pengaruh Si ke atas prestasi gegelung aluminium juga berkaitan dengan nisbah kandungan Si dan Fe.
Apabila kandungan Fe rendah dan kandungan Si dan Fe agak besar, kapasiti elektrostatik gegelung aluminium meningkat. Apabila kandungan Fe berada dalam (10~20)x10-6, nisbah kandungan Si dan Fe mempunyai kesan yang lebih ketara ke atas kapasiti elektrostatik gegelung aluminium. Apabila kandungan Fe melebihi 30x10-6, ia tidak mempunyai kesan yang jelas pada kemuatan elektrostatik.
Apabila kandungan Si terlalu tinggi, sebatian terner AI-Fe-Si yang dibentuk oleh Si berlebihan mempunyai potensi yang lebih tinggi daripada AI, yang tidak kondusif untuk pembubaran matriks Al semasa pembentukan kakisan. Apabila kandungan Si melebihi 500x10-6, masa pembentukan gegelung aluminium akan dipanjangkan, dan peningkatan berterusannya akan mengurangkan kapasiti khusus gegelung aluminium. Oleh itu, kandungan Si dalam gegelung aluminium bersalut biasanya perlu dikawal di bawah 30x10-6.
(3) Pengaruh Cu.
Penyelidikan telah mendapati bahawa jika kandungan Cu terlalu rendah, gegelung aluminium mempunyai rintangan kakisan yang lemah, dan jika kandungan Cu terlalu tinggi, ia akan menyebabkan kakisan yang berlebihan dengan mudah. Apabila kandungan Cu dalam aluminium ketulenan tinggi meningkat, kapasitansi elektrostatik gegelung aluminium boleh ditingkatkan. Apabila kandungan Cu mencapai (27~30)x10-6, peningkatan kandungan Cu akan mengurangkan kemuatan spesifik gegelung aluminium. Umezawa Atsushi et al. mengkaji evolusi tekstur penghabluran semula dalam aluminium ketulenan tinggi dan mendapati bahawa apabila kandungan Cu dalam gegelung aluminium ketulenan tinggi ialah 50x10-6, kandungan tekstur kubik dalam tekstur penghabluran semula selepas penyepuhlindapan adalah bebas Cu. dua kali, dan tidak {123}<634>Tekstur R ditemui. Kandungan Cu yang lebih rendah dan suhu pertumbuhan bijian yang lebih tinggi adalah kondusif untuk meningkatkan kandungan tekstur padu bagi gegelung aluminium ketulenan tinggi. Sejumlah Cu boleh meningkatkan keliangan semasa proses pembentukan kakisan gegelung aluminium dan meningkatkan kapasitansi khusus gegelung aluminium. Oleh itu, pengeluar domestik dan asing secara amnya menambah sejumlah Cu kepada aluminium ketulenan tinggi untuk meningkatkan kapasiti khusus gegelung aluminium. Apabila kandungan Cu dalam gegelung aluminium ketulenan tinggi adalah tinggi, bateri mikro mudah dibentuk dalam elektrolit kerja gegelung aluminium bersalut, yang akan memusnahkan filem oksida dielektrik dan memburukkan prestasi kapasitor. Oleh itu, kandungan Cu dalam gegelung aluminium ketulenan tinggi secara amnya harus dikawal di bawah 60x10-6.
(4) Pengaruh unsur surih lain.
Unsur surih utama lain dalam gegelung aluminium termasuk Mg, Be, Pb, Sn, Ni, Ti, dll. Unsur surih larutan pepejal ini mudah diasingkan berhampiran kehelan aluminium, yang akan menjejaskan penghabluran gegelung aluminium dalam penggelek berikutnya. dan proses penyepuhlindapan. Ia mempunyai kesan penting terhadap pembentukan kekisi, saiz butiran, pembentukan tekstur padu, arus kebocoran dan proses kakisan, yang akhirnya menjejaskan prestasi kapasitor, jadi kandungannya mesti dikawal dengan ketat.
Terlalu banyak Mg akan mengurangkan kadar nukleasi dan kelajuan nukleasi aluminium, yang tidak kondusif untuk pembentukan dan perkembangan tekstur padu. Unsur surih ini tidak akan sentiasa wujud dalam bentuk monomer dalam gegelung aluminium. Apabila keadaan berubah, mereka akan membentuk pelbagai jenis sebatian dengan unsur surih lain dan AI untuk membentuk larutan pepejal atau mendakan. Dengan mengkaji kehadiran unsur surih dalam pelbagai bentuk gegelung aluminium, kandungannya dalam gegelung aluminium boleh dikawal dengan berkesan. Kehadiran Mg akan menyebabkan perkembangan sisi terowong kakisan gegelung aluminium, dan boleh menggalakkan pengelupasan tisu kakisan pada permukaan gegelung aluminium, yang tidak kondusif untuk peningkatan kapasitans khususnya. Pada masa yang sama, menambah jumlah nadir bumi dan Be yang sesuai boleh mengurangkan kesan menghalang Fe pada pembentukan tekstur padu dalam gegelung aluminium ketulenan tinggi, menggalakkan pembentukan dan pertumbuhan tekstur padu, dengan itu meningkatkan kandungan tekstur padu.
Pada masa ini, kaedah yang lebih baik untuk mengawal kandungan unsur surih ialah: menambahkan jumlah surih nadir bumi (Y) kepada aluminium ketulenan tinggi boleh mengubah kekuatan relatif komponen tekstur yang cacat dalam gegelung aluminium; menambah kurang Be boleh meningkatkan tekstur kubik kerajang siap. kekuatan struktur. Keterlarutan nadir bumi dan Be dalam Al adalah sangat kecil, dan ia boleh membentuk satu siri sebatian dengan kekotoran surih seperti Fe. Selepas pemendakan, matriks boleh ditulenkan, kepekatan Fe dalam matriks dikurangkan, dan kesan buruk kekotoran pada tekstur kubik gegelung aluminium dihapuskan. Apabila kandungan nadir bumi meningkat, ketumpatan orientasi loyang meningkat, komponen tekstur S berkurangan, dan kandungan tekstur kubik dalam kerajang anil siap berkurangan dengan sewajarnya. Apabila kandungan nadir bumi ialah 0.003%, potensi elektrod piawai Pb2+ adalah jauh lebih tinggi daripada AI+3. Menambah Pb pada gegelung aluminium ketulenan tinggi boleh meningkatkan bilangan butiran dan lubang kakisan dengan berkesan, yang bermanfaat kepada kakisan pada permukaan gegelung aluminium, sekali gus meningkatkan luas permukaan gegelung aluminium yang berkesan. Apabila kandungan Pb meningkat, kandungan tekstur padu dalam gegelung aluminium siap secara beransur-ansur berkurangan. Apabila kandungan Pb mencapai 0.3x10-6, gegelung aluminium ketulenan tinggi boleh mendapatkan kemuatan spesifik maksimum. Jumlah surih Pb dalam gegelung aluminium akan tertumpu pada permukaan gegelung aluminium, menyebabkan liang kakisan pada permukaan, dengan itu meningkatkan kapasiti tertentu, dan tidak akan menjejaskan tekstur padu gegelung aluminium yang kuat. Oleh itu, menambah jumlah surih Pb boleh meningkatkan prestasi gegelung aluminium bebas plumbum konvensional. cara teknikal yang penting. Walau bagaimanapun, Pb adalah karsinogen. Mao Weimin dan yang lain belajar menggunakan Sn untuk menggantikan Pb dan mencapai keputusan yang baik.
Apabila kandungan Sn dalam gegelung aluminium ketulenan tinggi berada di bawah 20x10-6, kandungan tekstur padu dalam gegelung aluminium anil boleh mencapai lebih daripada 95%, manakala apabila kandungan Sn melebihi 20x10-6, kandungan tekstur padu dalam gegelung aluminium akan berkurangan. . Kesan kandungan Sn pada kemuatan spesifik gegelung aluminium adalah serupa dengan Pb, jadi ia boleh menggantikan Pb untuk mengurangkan pencemaran alam sekitar.
Dalam proses pengeluaran gegelung aluminium bersalut, bukan sahaja kandungan unsur surih individu adalah terhad, tetapi juga jumlah unsur surih lain perlu dikawal dengan ketat. Untuk mengelakkan kesan buruk terhadap prestasi keseluruhan gegelung aluminium bersalut, kandungan unsur surih lain dalam gegelung aluminium bersalut secara amnya hendaklah dikawal dalam lingkungan 10x10-6.
