Efè konpozisyon chimik sou mikrostruktur ak pwopriyete bobin aliminyòm kouvwi ak kontwòl eleman tras

Materyèl bwit yo itilize pou bobin aliminyòm kouvwi yo se bobin aliminyòm wo-pite endistriyèl, epi pite a oblije pi wo a 99.93% (fraksyon mas). Pami yo, fraksyon mas Al nan bobin aliminyòm kouvwi yo oblije pi wo pase 99.99%. Eleman enpurte nan aliminyòm endistriyèl segondè-pite gen ladan Fe, Si, Cu, Mg, Zn, Mn, Ni, Ti, elatriye, nan mitan ki Fe, Si, ak Cu se yo menm prensipal yo. Pite aliminyòm-wo pite ka afekte tanperati rekiperasyon li yo. Pandan pwosesis la rkwir, atòm solisyon solid nan eleman enpurte li yo distribiye nan limit sub-grenn, sa ki ka anpeche migrasyon fwontyè grenn jaden, kidonk afekte kwasans lan nan grenn kibik-oryante, kidonk afekte pèfòmans nan kondansateur elektwolitik. Tandans entènasyonal aktyèl la se pou mande pi ba kontni Fe, Si, ak Cu nan bobin aliminyòm pou kondansateur elektwolitik, pandan y ap estrikteman kontwole sa ki nan lòt eleman enpurte.

(1) Enfliyans Fe.

Fe se eleman enpurte ki pi danjere nan aliminyòm pite segondè. Kontni li yo ak fòm distribisyon ka afekte pèfòmans nan bobin aliminyòm kouvwi. Fe jeneralman egziste nan fòm solisyon solid nan wo-pite bobin aliminyòm. Ogmantasyon kontni Fe ap diminye kontni estrikti kib la; distribisyon inegal nan Fe ap mennen nan grenn koryas, korozyon inegal, ak deteryorasyon nan pwopriyete elektrik nan bobin aliminyòm. Konpare ak kontni li yo, prezans ak distribisyon Fe gen yon pi gwo enpak sou pèfòmans nan bobin aliminyòm kouvwi. Solibilite Fe nan Al trè piti. Nan diferan tanperati, Fe idrosolubl nan Al epi li ka separe oswa presipite tou nan fòm patikil tankou FeAl₃ ak FeAl.₆.

Lè plis Fe solid fonn nan matris AI a, li pral anpeche migrasyon gwo-ang fwontyè grenn jaden pandan pwosesis la annealing, anpeche fòmasyon ak kwasans estrikti kib la, epi ogmante tanperati rkristalizasyon an, ki mennen ale nan fòmasyon nan. teksti an R, fè kontni an estrikti kib teksti redwi. Lè Fe presipite nan fòm FeAl₂ ak FeAl₆konpoze, li pral deteryore pèfòmans nan bobin an aliminyòm korode.

Li ka wè ke kèlkeswa eta Fe ki egziste nan aliminyòm-wo pite, li pa fezab nan fòmasyon ak kwasans nan estrikti kib pandan pwosesis la rkwir nan bobin aliminyòm ak korozyon nan bobin aliminyòm. Se poutèt sa, konpayi manifakti estrikteman kontwole kontni an Fe pandan pwosesis pwodiksyon an nan bobin aliminyòm kouvwi.

(2) Enfliyans Si.

Sous prensipal la nan enpurte Si nan aliminyòm-wo pite se kontaminasyon nan materyèl refractory. Enpurte Si yo pi difisil pou kontwole pase enpurte Fe. Twòp kontni Si pral afekte kwasans lan nan teksti kib, ki gen tandans disolisyon twòp, epi li pral lakòz tou grenn koryas pandan rekristalizasyon aliminyòm. Konpare ak Fe, Si gen yon pi gwo solubility nan Al ak sitou egziste nan fòm lan nan solisyon solid. Kapasite presipitasyon solisyon solid li yo pi fèb pase sa yo ki nan Fe, ak enpak negatif li yo sou pwosesis fòmasyon nan teksti kib se byen lwen mwens enpòtan pase sa yo ki nan Fe.

Si ak Fe ka enfliyanse eta egzistans youn ak lòt lè yo coexist nan aliminyòm-wo pite. Apre yo fin ajoute Si nan aliminyòm-wo pite, pousantaj difizyon an esansyèl nan Fe ogmante, sa ki ka chanje eta a solisyon solid supersaturated nan Fe ak eta a dispèsyon nan FeAl3, ki se fezab nan fòmasyon an ak kwasans nan estrikti kib. Enfliyans nan Si sou pèfòmans nan bobin aliminyòm tou gen rapò ak rapò a kontni nan Si ak Fe.

Lè kontni Fe a ba ak kontni Si ak Fe relativman gwo, kapasite elektwostatik bobin aliminyòm lan ogmante. Lè kontni Fe a se nan (10 ~ 20) x10^-6, rapò kontni Si ak Fe gen yon enpak pi enpòtan sou kapasite elektwostatik bobin aliminyòm lan. Lè kontni Fe a depase 30x10^-6, li pa gen okenn efè evidan sou kapasite elektwostatik la.

Lè kontni an Si twò wo, AI-Fe-Si konpoze ternary ki te fòme pa depase Si gen yon potansyèl ki pi wo pase AI, ki pa fezab disolisyon nan matris la Al pandan fòmasyon korozyon. Lè kontni an Si depase 500x10^-6, tan fòmasyon bobin aliminyòm lan pral pwolonje, ak ogmantasyon kontinye ap diminye kapasite espesifik bobin aliminyòm lan. Se poutèt sa, kontni an Si nan bobin aliminyòm kouvwi jeneralman oblije kontwole anba a 30x10.^-6.

(3) Enfliyans Cu.

Rechèch te jwenn ke si kontni Cu a twò ba, bobin aliminyòm gen move rezistans korozyon, epi si kontni Cu a twò wo, li pral fasil lakòz twòp korozyon. Lè kontni Cu nan aliminyòm pite segondè ogmante, kapasite elektwostatik bobin aliminyòm lan ka ogmante. Lè kontni Cu a rive nan (27 ~ 30) x10^-6, ogmantasyon nan kontni Cu ap diminye kapasite espesifik nan bobin aliminyòm lan. Umezawa Atsushi et al. etidye evolisyon nan teksti rkristalizasyon nan aliminyòm-wo pite epi li te jwenn ke lè kontni an Cu nan bobin aliminyòm-wo pite se 50x 10-6, kontni an teksti kib nan teksti an rkristalizasyon apre rkwir se Cu-gratis. de fwa, e pa gen {123}<634>Teksti R te jwenn. Pi ba kontni Cu ak pi wo tanperati kwasans grenn yo fezab ogmante kontni an teksti kib nan wo-pite bobin aliminyòm. Yon sèten kantite Cu ka ogmante porosite a pandan pwosesis fòmasyon korozyon nan bobin aliminyòm ak ogmante kapasite espesifik nan bobin aliminyòm. Se poutèt sa, manifaktirè domestik ak etranje jeneralman ajoute yon sèten kantite Cu nan aliminyòm-wo pite ogmante kapasite espesifik nan bobin aliminyòm. Lè kontni an Cu nan wo-pite bobin aliminyòm wo, mikwo-pil yo fasil fòme nan elektwolit la k ap travay nan bobin yo aliminyòm kouvwi, ki pral detwi fim nan oksid nan dyelèktrik la ak vin pi mal pèfòmans nan kondansateur la. Se poutèt sa, kontni an Cu nan wo-pite bobin aliminyòm yo ta dwe jeneralman kontwole anba a 60x10.^-6.

(4) Enfliyans lòt eleman tras.

Lòt eleman tras prensipal nan bobin aliminyòm gen ladan Mg, Be, Pb, Sn, Ni, Ti, elatriye. Sa yo eleman tras solisyon solid yo fasil separe tou pre dislokasyon yo nan aliminyòm, ki pral afekte kristalizasyon an nan bobin an aliminyòm nan woule ki vin apre a. ak pwosesis recuit. Li gen yon enpak enpòtan sou fòmasyon lasi, gwosè grenn, fòmasyon teksti kib, aktyèl flit ak pwosesis korozyon, ki finalman afekte pèfòmans nan kondansateur a, kidonk kontni li yo dwe estrikteman kontwole.

Twòp Mg ap diminye pousantaj nikleyasyon ak vitès nikleyasyon aliminyòm, ki pa fezab nan fòmasyon ak devlopman nan teksti kib. Eleman tras sa yo pap toujou egziste nan fòm monomè nan bobin aliminyòm. Kòm kondisyon yo chanje, yo pral fòme diferan kalite konpoze ak lòt eleman tras ak AI pou fòme solisyon solid oswa presipite. Lè w etidye prezans eleman tras nan diferan fòm bobin aliminyòm, kontni yo nan bobin aliminyòm yo ka efektivman kontwole. Prezans Mg pral lakòz devlopman lateral tinèl korozyon nan bobin aliminyòm lan, epi li ka ankouraje dekale nan tisi korozyon an sou sifas bobin aliminyòm lan, ki pa fezab nan amelyorasyon nan kapasite espesifik li yo. An menm tan an, ajoute yon kantite ki apwopriye nan latè ra ak Be ka diminye efè an anpeche Fe sou fòmasyon nan teksti kib nan wo-pite bobin aliminyòm, ankouraje fòmasyon an ak kwasans nan teksti kib, kidonk ogmante kontni an teksti kib.

Kounye a, pi bon metòd pou kontwole kontni an nan eleman tras yo se: ajoute kantite tras nan latè ra (Y) nan aliminyòm-wo pite ka chanje fòs relatif la nan eleman yo teksti defòme nan bobin aliminyòm lan; ajoute mwens Be ka ogmante teksti kib nan FOIL la fini. fòs estriktirèl. Solibilite nan latè ra ak Be nan Al trè piti, epi yo ka fòme yon seri de konpoze ak enpurte tras tankou Fe. Apre presipitasyon, matris la ka pirifye, konsantrasyon Fe nan matris la redwi, epi efè negatif enpurte sou teksti kib bobin aliminyòm yo elimine. Kòm kontni an latè ra ogmante, dansite oryantasyon an kwiv ogmante, eleman teksti S la diminye, ak kontni an teksti kib nan FOIL rkwit la fini diminye kòmsadwa. Lè kontni tè ra se 0.003%, potansyèl elektwòd estanda Pb2+ siyifikativman pi wo pase AI+3. Ajoute Pb nan wo-pite bobin aliminyòm ka efektivman ogmante kantite grenn ak twou korozyon, ki se benefisye korozyon sou sifas la nan bobin aliminyòm lan, konsa ogmante zòn nan sifas efikas nan bobin an aliminyòm. Kòm kontni an Pb ogmante, kontni an teksti kib nan bobin aliminyòm fini an diminye piti piti. Lè kontni Pb la rive nan 0.3x10^-6, segondè-pite bobin aliminyòm lan ka jwenn maksimòm kapasite espesifik la. Tras kantite Pb nan bobin aliminyòm yo pral konsantre sou sifas bobin aliminyòm lan, sa ki lakòz korozyon porositë sou sifas la, kidonk ogmante kapasite espesifik la, epi li pa pral afekte teksti kib fò nan bobin aliminyòm lan. Se poutèt sa, ajoute kantite tras nan Pb ka amelyore pèfòmans nan bobin aliminyòm konvansyonèl san plon. mwayen teknik enpòtan. Sepandan, Pb se yon kanserojèn. Mao Weimin ak lòt moun te etidye lè l sèvi avèk Sn pou ranplase Pb ak reyalize bon rezilta.

Lè kontni an Sn nan wo-pite bobin aliminyòm se anba a 20x10^-6, kontni an teksti kib nan bobin yo aliminyòm rkwit ka rive jwenn plis pase 95%, pandan y ap lè kontni an Sn depase 20x10.^-6, kontni an teksti kib nan bobin aliminyòm yo pral redwi. . Efè a nan kontni Sn sou kapasite espesifik nan bobin aliminyòm se menm jan ak sa yo ki nan Pb, kidonk li ka ranplase Pb diminye polisyon nan anviwònman an.

Nan pwosesis pwodiksyon an nan bobin aliminyòm kouvwi, se pa sèlman kontni an nan eleman tras endividyèl yo limite, men tou, kantite total lòt eleman tras oblije entèdi kontwole. Pou evite efè negatif sou pèfòmans an jeneral nan bobin aliminyòm kouvwi, kontni an nan lòt eleman tras nan bobin aliminyòm kouvwi ta dwe jeneralman kontwole nan 10x10.^-6.