鋁電解電容器用低壓陽極鋁箔電解腐蝕舉動之研究

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研究生：	黃志龍 Zh-Long Huang
論文名稱：	鋁電解電容器用低壓陽極鋁箔電解腐蝕舉動之研究
指導教授：	歐炳隆 Bin-Lung Ou
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 機械工程學系 Department of Mechanical Engineering
畢業學年度：	88
語文別：	中文
論文頁數：	82
中文關鍵詞：	鋁、電解腐蝕
外文關鍵詞：	Alumium, etching
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實驗首先利用ICP-AES分析實驗中所用的兩種試片，試片M與試片J中所含有的微量元素。並藉由金相觀察與極圖(pole figure)分析，觀察、判斷鋁箔的微觀組織及加工組織。鋁箔的電蝕條件為以鹽酸為主的電蝕液中進行電蝕，電蝕中輸入的電蝕頻率為40 Hz∼70 Hz的交流電，電流波行為正弦波與三角波行，電流密度為0.233 A/cm2∼0.293 A/cm2，以110 C/cm2∼230 C/cm2的電量對鋁箔進行電蝕。之後按照EIAJ的規範對電蝕箔做20伏特的化成處理，並量測靜電容量與重量損失率。
使用光學顯微鏡及掃描式電子顯微鏡觀察電蝕箔的截面腐蝕形態及電蝕箔表面的腐蝕孔洞分布，並利用SEM觀察以皮膜複製法(the oxide replica)複製電蝕鋁箔的腐蝕孔形態。藉由這些分析過程，加以判斷不同的電蝕參數對電解電容器鋁箔的靜電容量影響。
由實驗結果得知：腐蝕孔的大小會受到電蝕頻率與電流密度的影響，但是腐蝕量主要受到電流量大小所影響，電流量越大，腐蝕量越大。然而靜電容量的高低與重量損失率並不是成正比的，而是受到電蝕孔的大小、分布形態等的影響，所以，可以藉由電蝕參數的控制，以獲得最佳的電蝕孔大小與腐蝕組織的分布，以達到提高靜電容量的目的。

An aluminum specimen of 99.9 % purity was electrochemical etched in HCl solution for comparison with the current density, frequency, waveform, and current charge. After a-c etching, the etched foil was formed at 20 Vfe in ammonium adipate solution and the capacitance was measured under EIAJ specifications. Outer surface and cross section was examined with a scanning electron microscope (SEM).

謝誌 ……………………………………………………………………… Ⅰ
Abstract ………………………………………………………………… Ⅱ
摘要 ……………………………………………………………………… Ⅲ
目錄 ……………………………………………………………………… Ⅳ
表目 ……………………………………………………………………… Ⅵ
圖目 ……………………………………………………………………… Ⅶ
第一章 緒論 ……………………………………………………………… 1
一、 序言 ………………………………………………………………… 1
二、 理論基礎與論文回顧 ……………………………………………… 3
2.1. 電容器的基本構造原理 …………………………………………… 3
2.2. 增加電解電容器靜電容量的方法 ………………………………… 7
2.3. 鋁電蝕產生之孔與溝 ……………………………………………… 8
2.4. 交流電蝕的機構與原理 …………………………………………… 9
2.5. 鋁箔的性質的影響 ………………………………………………… 10
2.5.1. 微量元素 ………………………………………………………… 10
2.5.2. 織構 ……………………………………………………………… 12
2.5.3. 差排密度 ………………………………………………………… 13
2.6. 電蝕前處理的影響 ………………………………………………… 13
2.7. 腐蝕液成分的影響 ………………………………………………… 14
2.7.1. 氯離子在電蝕過程中的影響 …………………………………… 14
2.7.2. 硫酸根離子在電蝕過程中的影響 ……………………………… 15
2.7.3. 腐蝕液之濃度控制 ……………………………………………… 16
2.7.4. 腐蝕液之溫度控制 ……………………………………………… 16
2.8. 電蝕電流控制……………………………………………………… 17
2.9. 洗淨、後處理及乾燥的影響 ……………………………………… 18
2.10. 化成處理…………………………………………………………… 18
第二章 本文……………………………………………………………… 20
一、 前言 ………………………………………………………………… 20
二、 實驗方法與步驟 …………………………………………………… 21
2.1. 材料之分析 ………………………………………………………… 21
2.1.1. 鋁原箔的成份分析 ……………………………………………… 21
2.1.2. 金相觀察 ………………………………………………………… 23
2.2. 電化學蝕刻 ………………………………………………………… 24
2.2.1. 電化學蝕刻處理 ………………………………………………… 24
2.2.2. 電蝕箔之化成處理 ……………………………………………… 24
2.2.3. 靜電容量的量測 ………………………………………………… 25
2.3 電蝕箔之觀察 ……………………………………………………… 26
2.3.1. 皮膜複製法 ……………………………………………………… 26
2.3.2. 鋁箔截面的觀察 ………………………………………………… 26
三、 結果與討論 ………………………………………………………… 27
3.1. 鋁原箔的性質分析結果 …………………………………………… 27
3.1.1 微量成份分析結果 ……………………………………………… 27
3.1.2. 鋁原箔的金相觀察結果 ………………………………………… 27
3.1.3. 極圖分析的結果 ………………………………………………… 27
3.2. 低壓陽極用電蝕鋁箔的性質分析 ………………………………… 28
3.2.1. 電蝕波形的影響 ………………………………………………… 28
3.2.2. 電蝕頻率的影響 ………………………………………………… 29
3.2.3. 電流量的影響 …………………………………………………… 31
3.2.4. 電流密度的影響 ………………………………………………… 32
3.2.5. 電流中斷時間的影響 …………………………………………… 33
3.2.6. 第一階段電蝕電流密度的影響 ………………………………… 34
四、結論 ………………………………………………………………… 36
五、 參考文獻 …………………………………………………………… 38
表 ………………………………………………………………………… 40
圖 ………………………………………………………………………… 42

                                

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[3] Chirstopher K.Dyer and Robert S.Alwitt, “Surface Changes during A.C. Etching of Aluminum”, J. Electrochem. Soc., Vol. 128, No. 2, pp. 300-305, 1981.
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