低價鈮氧化物電解電容器陽極的開發(fā)及相關(guān)機理研究.pdf

1、該課題研究的低價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.首次采用:Nb與Nb2O5固-固反應(yīng)制備低價鈮氧化物粉末→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)良的低價鈮氧化物電解電容器陽極;采用正交試驗法及方差分析就各工藝條件對陽極電性能的影響進行了詳細研究,并對工藝條件進行了優(yōu)化.采用該工藝制備出的低價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>,其電性能指標優(yōu)于FTa16-300電容器鉭粉國家標準(GB/T 3136-1995).通過實驗首次對低價鈮氧化物的氧含量與其電性能之間的關(guān)系進行了研究.結(jié)果表明,低價鈮氧化物的氧含量對其電性能有很大影響.通過對陽極氧化膜生長過程詳細分析,提出新的陽極氧化膜生長機理:(1)氧化膜的位壘及氧化膜內(nèi)的電場強度決定氧化膜的生長厚度;(2)形成時,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、低價氧化物層.從該課題研究情況看,低價鈮氧化物制備工藝簡單、成本低,對現(xiàn)有鉭電解電容器生產(chǎn)工藝、設(shè)備適當調(diào)整即可用于低價鈮氧化物電解電容器的生產(chǎn);低價鈮氧化物電解電容器電性能明顯優(yōu)于鋁、鈮