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第1章 铝电解电容器及其技术原理1

1.1铝电解电容器的原理1

1.1.1铝电解电容器及其基本结构1

1.1.2阴极与阳极的电容参数关系及电容器铝箔2

1.1.3电容器铝箔高比电容化原理3

1.2电容器铝箔的基本加工工序简述6

1.2.1铝电解电容器的基本生产流程6

1.2.2高纯铝的传统生产方式7

1.2.3光箔的加工8

1.2.4铝箔的腐蚀与化成加工9

1.3国内电容器铝箔加工技术的发展11

1.3.1初期发展阶段11

1.3.2快速发展阶段12

1.3.3新的挑战13

参考文献15

第2章 电容器铝箔加工的金属学基础17

2.1铝的基本结构特点17

2.1.1铝的基本特性17

2.1.2晶体结构18

2.1.3晶向与晶面19

2.1.4铝晶体的旋转对称性21

2.2铝晶体的取向与多晶体织构23

2.2.1取向与织构的定义23

2.2.2极射赤面投影图27

2.2.3取向分布函数31

2.2.4|100|织构占有率的计算34

2.3铝中的位错35

2.3.1位错的概念与类型35

2.3.2位错应力场和位错能量37

2.3.3铝中位错的滑移41

2.3.4位错受力43

2.3.5位错的增殖47

2.3.6铝箔表面的位错状态和正应力场48

2.4铝中的其他缺陷51

2.4.1空位51

2.4.2晶界的结构54

2.4.3表面结构58

2.4.4表面氧化膜对铝箔位错的影响59

2.5铝基固溶体60

2.5.1铝基固溶体的类型60

2.5.2固溶元素的平衡偏析64

2.5.3固溶元素的非平衡偏析67

2.5.4多晶固溶体中晶界的迁移68

参考文献74

第3章 铝的腐蚀与氧化原理76

3.1金属电化学腐蚀基础76

3.1.1金属腐蚀电池76

3.1.2金属腐蚀热力学80

3.1.3金属电化学腐蚀动力学83

3.1.3.1腐蚀电池的电极过程83

3.1.3.2腐蚀电池动力学的基本原理87

3.1.4金属的钝化93

3.2铝的电化学腐蚀原理96

3.2.1铝的均匀腐蚀97

3.2.2铝的小孔腐蚀98

3.2.2.1金属小孔腐蚀的基本规律98

3.2.2.2铝表面小孔的萌生100

3.2.2.3铝的小孔腐蚀动力学106

3.2.3铝的电偶腐蚀113

3.2.3.1电偶电流和电偶腐蚀效应113

3.2.3.2电偶腐蚀的影响因素114

3.2.3.3铝箔腐蚀加工中的电偶腐蚀115

3.2.4铝合金的晶间腐蚀115

3.3铝的氧化原理116

3.3.1铝在空气中的氧化热力学117

3.3.1.1选择氧化对铝氧化膜结构与成分的影响117

3.3.1.2氧化铝的晶体结构119

3.3.2铝氧化动力学120

3.3.3铝在水中的氧化123

3.3.4铝的阳极氧化125

3.3.4.1生成壁垒型阳极氧化膜126

3.3.4.2多孔型氧化膜的阳极氧化128

3.3.4.3微弧阳极氧化130

参考文献130

第4章 电容器光箔加工过程中组织结构的演变132

4.1半连续铸造组织132

4.1.1半连续铸造的基本过程132

4.1.2半连续铸坯凝固组织的形成133

4.1.3柱状晶区的选择生长及凝固织构135

4.2冷轧变形组织136

4.2.1铝的冷轧变形组织的特点136

4.2.2冷轧变形过程中滑移系的开动138

4.2.3冷轧变形过程中的多系滑移和晶粒取向的变化139

4.2.4冷轧织构的形成过程141

4.2.5冷轧织构的理论计算143

4.2.6轧制变形过程中取向变化的轨迹及胞状亚结构148

4.2.7初始织构对冷轧织构的影响151

4.2.8不均匀冷轧织构的形成153

4.3再结晶组织156

4.3.1纯铝再结晶的基本过程156

4.3.2冷轧纯铝的回复158

4.3.3再结晶的形核159

4.3.4再结晶的晶界迁移速度162

4.3.5再结晶动力学163

4.3.6连续再结晶165

4.3.7再结晶晶粒的定向形核166

4.3.8再结晶晶粒的选择生长171

4.3.9再结晶驱动力对组织的影响175

4.3.10再结晶完成后的晶粒长大177

4.4热轧加工组织179

4.4.1动态回复与动态再结晶180

4.4.2纯铝的热轧变形行为181

4.4.3热轧变形后的微观组织183

4.5高压阳极铝箔的立方织构185

4.5.1立方取向晶粒的来源185

4.5.2立方取向亚结构在冷轧变形过程中的稳定性186

4.5.3立方取向晶粒的形核与再结晶生长188

4.6影响阳极铝箔织构的重要因素189

4.6.1初始织构和冷轧变形量的影响190

4.6.2冷轧不均匀变形的影响191

4.6.3再结晶退火工艺控制193

4.6.4微量元素的影响197

参考文献199

第5章 电容器光箔的组织结构与表面质量204

5.1组织结构与腐蚀行为205

5.1.1低压阳极铝箔微观组织与晶体缺陷腐蚀行为205

5.1.2低压阳极铝箔的不均匀腐蚀结构208

5.1.3平均晶粒尺寸的影响209

5.2不同晶体学指数铝箔表面的腐蚀结构213

5.2.1位错在铝箔表面的稳定结构213

5.2.2铝箔表面不同晶体学指数时位错露头周围的应力场214

5.2.3纯铝单晶体不同晶体学指数表面的腐蚀发孔行为217

5.2.4表面晶体学指数对阳极铝箔腐蚀发孔行为的影响219

5.3电容器铝箔的织构控制221

5.3.1高压阳极铝箔的晶体学定向腐蚀及织构控制221

5.3.2低压阳极铝箔的织构控制224

5.3.3冷变形状态的组织与织构225

5.4微量元素的作用及控制226

5.4.1电解电容器铝箔中的微量元素及其分布226

5.4.2微量元素与晶体缺陷的交互作用228

5.4.3微量元素对腐蚀性能的影响230

5.4.4影响微量元素初始分布的工艺因素及控制231

5.4.5成品退火工艺对微量元素表面分布的影响234

5.5表面状态的影响及其控制239

5.5.1表面起伏条痕对腐蚀发孔的影响239

5.5.2阳极铝箔表面轧制条痕的影响及其控制242

5.5.3铝箔退火过程中表面氧化膜的形成244

5.5.4铝箔表面的油污246

参考文献247

第6章 电容器光箔加工技术的更新与发展251

6.1偏析法生产高纯铝251

6.1.1纯铝凝固时形成杂质元素偏析的动态过程251

6.1.2纯铝的定向提纯技术253

6.1.3高纯铝的分步提纯254

6.1.4区域熔炼法255

6.2阳极铝箔连续退火技术257

6.2.1传统的真空退火技术及其特点257

6.2.2连续退火技术的特点258

6.2.3连续退火设备的基本设计259

6.3无铅高压阳极铝箔技术261

6.3.1铅对高压阳极铝箔表面发孔的重要作用261

6.3.2无铅化的必要性和可能性262

6.3.3微量锡对高压阳极铝箔立方织构的影响263

6.3.4微量锡对高压阳极铝箔腐蚀发孔的影响264

参考文献266

第7章 电容器铝箔的腐蚀与化成268

7.1低压阳极铝箔的腐蚀268

7.1.1低压阳极铝箔交流腐蚀的基本原理268

7.1.2影响低压阳极铝箔交流腐蚀的因素269

7.2中高压阳极铝箔的腐蚀270

7.2.1影响中高压阳极铝箔腐蚀技术发展的因素270

7.2.2发孔预处理的原理及技术途径273

7.2.2.1控制铝箔表面蚀孔随机分布方式的预处理273

7.2.2.2控制铝箔表面有序发孔的预处理274

7.2.3发孔的原理及技术途径278

7.2.3.1铝箔的二次发孔现象279

7.2.3.2控制隧道孔的生长过程281

7.2.3.3控制隧道孔长度的一致性286

7.2.3.4控制隧道孔的孔径与锥度287

7.2.3.5在主隧道孔上形成枝孔288

7.2.3.6不施加电源的发孔处理291

7.2.4扩孔的原理及技术途径292

7.3负极铝箔的腐蚀298

7.3.1微电池腐蚀原理及技术途径298

7.3.2除铜的原理及技术途径298

7.3.3除氯离子的原理及技术途径299

7.4电容器铝箔的化成300

7.4.1低压铝箔的化成300

7.4.2高压铝箔的化成301

7.4.3化成工艺的发展304

参考文献307