低價(jià)鈮氧化物電解電容器陽極的開發(fā)及相關(guān)機(jī)理研究.pdf

1、該課題研究的低價(jià)鈮氧化物電解電容器陽極具有比容高、漏電流小、性能穩(wěn)定、可靠性高的特點(diǎn).首次采用:Nb與Nb2O5固-固反應(yīng)制備低價(jià)鈮氧化物粉末→粉末壓制成型→陽極燒結(jié)→陽極氧化工藝研制了電性能優(yōu)良的低價(jià)鈮氧化物電解電容器陽極;采用正交試驗(yàn)法及方差分析就各工藝條件對(duì)陽極電性能的影響進(jìn)行了詳細(xì)研究,并對(duì)工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化.采用該工藝制備出的低價(jià)鈮氧化物電容器陽極比容72950μF·V·g<'-1>、損耗16.3％、漏電流(K值)4.27×1

2、0<'-5>μA·μF<'-1>·V<'-1>,其電性能指標(biāo)優(yōu)于FTa16-300電容器鉭粉國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 3136-1995).通過實(shí)驗(yàn)首次對(duì)低價(jià)鈮氧化物的氧含量與其電性能之間的關(guān)系進(jìn)行了研究.結(jié)果表明,低價(jià)鈮氧化物的氧含量對(duì)其電性能有很大影響.通過對(duì)陽極氧化膜生長過程詳細(xì)分析,提出新的陽極氧化膜生長機(jī)理:(1)氧化膜的位壘及氧化膜內(nèi)的電場強(qiáng)度決定氧化膜的生長厚度;(2)形成時(shí),氧化膜內(nèi)的電流傳導(dǎo)主要為空穴傳導(dǎo)形式;(3)氧化膜的

3、生長方向主要由氧化膜中載流子的遷移形態(tài)決定;(4)形成液中電解質(zhì)元素進(jìn)入氧化膜的濃度及深度由其是否能與氧化膜中的TaO<,n><'5-2n>(0≤n≤2.5)形成牢固結(jié)合決定;(5)陽極氧化膜具有多層結(jié)構(gòu),由外向內(nèi)分別為:吸附層、富氧層、均勻氧化物層、低價(jià)氧化物層.從該課題研究情況看,低價(jià)鈮氧化物制備工藝簡單、成本低,對(duì)現(xiàn)有鉭電解電容器生產(chǎn)工藝、設(shè)備適當(dāng)調(diào)整即可用于低價(jià)鈮氧化物電解電容器的生產(chǎn);低價(jià)鈮氧化物電解電容器電性能明顯優(yōu)于鋁、鈮