Сирови материјали који се користе за обложене алуминијумске калемове су индустријски алуминијумски калемови високе чистоће, а чистоћа мора бити изнад 99,93% (масени удео). Међу њима се захтева да масени удео Ал у обложеним алуминијумским калемовима буде изнад 99,99%. Елементи нечистоћа у индустријском алуминијуму високе чистоће укључују Фе, Си, Цу, Мг, Зн, Мн, Ни, Ти, итд., Међу којима су Фе, Си и Цу главни. Чистоћа алуминијума високе чистоће може утицати на његову температуру опоравка. Током процеса жарења, атоми чврстог раствора његових нечистоћа су распоређени на границама подзрна, што може ометати миграцију граница зрна, чиме утиче на раст кубно оријентисаних зрна, чиме утиче на перформансе електролитских кондензатора. Тренутни међународни тренд је да се захтевају нижи садржаји Фе, Си и Цу у алуминијумским калемовима за електролитичке кондензаторе, док се строго контролише садржај других елемената нечистоћа.
(1) Утицај Фе.
Фе је најштетнији елемент нечистоће у алуминијуму високе чистоће. Његов садржај и облик дистрибуције могу утицати на перформансе обложених алуминијумских намотаја. Фе генерално постоји у облику чврстог раствора у алуминијумским калемовима високе чистоће. Повећани садржај Фе ће смањити садржај кубичне структуре; неравномерна дистрибуција Фе ће довести до крупних зрна, неравномерне корозије и погоршања електричних својстава алуминијумских калемова. У поређењу са његовим садржајем, присуство и дистрибуција Фе имају већи утицај на перформансе обложених алуминијумских калемова. Растворљивост Фе у Ал је изузетно мала. На различитим температурама, Фе је растворљив у Ал и такође се може издвојити или исталожити у облику честица као што су ФеАл₃ и ФеАл6.
Када је више Фе растворено у АИ матрици, то ће ометати миграцију граница зрна под великим углом током процеса жарења, инхибирати формирање и раст кубичне структуре и повећати температуру рекристализације, што доводи до стварања Р текстура, чиме се садржај структуре кубичне текстуре смањује. Када се Фе таложи у облику ФеАл₂ и ФеАл6једињења, то ће погоршати перформансе кородираног алуминијумског намотаја.
Може се видети да без обзира у каквом стању Фе постоји у алуминијуму високе чистоће, он није погодан за формирање и раст кубних структура током процеса жарења алуминијумских намотаја и корозије алуминијумских намотаја. Због тога производне компаније строго контролишу садржај Фе током процеса производње обложених алуминијумских намотаја.
(2)Утицај Си.
Главни извор нечистоћа Си у алуминијуму високе чистоће је контаминација од ватросталних материјала. Нечистоће Си је теже контролисати него нечистоће Фе. Прекомерни садржај Си ће утицати на раст кубичне текстуре, склоне прекомерном растварању, а такође ће изазвати груба зрна током рекристализације алуминијума. У поређењу са Фе, Си има већу растворљивост у Ал и углавном постоји у облику чврстог раствора. Његова способност таложења чврстог раствора је слабија од Фе, а његов негативан утицај на процес формирања кубичне текстуре је далеко мање значајан од Фе.
Си и Фе могу утицати на међусобно стање постојања када коегзистирају у алуминијуму високе чистоће. Након додавања Си алуминијуму високе чистоће, повећава се брзина дифузије Фе, што може променити стање презасићеног чврстог раствора Фе и дисперзионо стање ФеАл3, што је погодно за формирање и раст кубних структура. Утицај Си на перформансе алуминијумских калемова је такође повезан са односом садржаја Си и Фе.
Када је садржај Фе низак, а садржаји Си и Фе релативно велики, електростатички капацитет алуминијумске завојнице се повећава. Када је садржај Фе унутар (10~20)к10-6, однос садржаја Си и Фе има значајнији утицај на електростатички капацитет алуминијумске завојнице. Када садржај Фе пређе 30к10-6, нема очигледног утицаја на електростатичку капацитивност.
Када је садржај Си превисок, АИ-Фе-Си тернарно једињење формирано од вишка Си има већи потенцијал од АИ, што није погодно за растварање Ал матрице током формирања корозије. Када садржај Си пређе 500к10-6, време формирања алуминијумске завојнице ће се продужити, а њено континуирано повећање ће смањити специфичну капацитивност алуминијумске завојнице. Због тога је потребно да се садржај Си у обложеним алуминијумским калемовима контролише испод 30к10-6.
(3) Утицај Цу.
Истраживања су открила да ако је садржај Цу пренизак, алуминијумски калемови имају слабу отпорност на корозију, а ако је садржај Цу превисок, лако ће изазвати прекомерну корозију. Када се повећа садржај Цу у алуминијуму високе чистоће, електростатички капацитет алуминијумске завојнице се може повећати. Када садржај Цу достигне (27~30)к10-6, повећање садржаја Цу ће смањити специфичну капацитивност алуминијумске завојнице. Умезава Атсусхи и др. проучавао је еволуцију рекристализационе текстуре у алуминијуму високе чистоће и открио да када је садржај Цу у алуминијумским калемовима високе чистоће 50к10-6, садржај кубне текстуре у рекристализационој текстури након жарења је без Цу. дупло више пута, и не {123}<634>Пронађена је Р текстура. Нижи садржај Цу и виша температура раста зрна погодују повећању садржаја кубичне текстуре алуминијумских калемова високе чистоће. Одређена количина Цу може повећати порозност током процеса формирања корозије алуминијумских калемова и повећати специфичну капацитивност алуминијумских калемова. Стога, домаћи и страни произвођачи углавном додају одређену количину Цу алуминијуму високе чистоће како би повећали специфичну капацитивност алуминијумских калемова. Када је садржај Цу у алуминијумским калемовима високе чистоће висок, микро-батерије се лако формирају у радном електролиту обложених алуминијумских намотаја, што ће уништити оксидни филм диелектрика и погоршати перформансе кондензатора. Због тога садржај Цу у алуминијумским калемовима високе чистоће генерално треба контролисати испод 60к10-6.
(4) Утицај других елемената у траговима.
Остали главни елементи у траговима у алуминијумским калемовима укључују Мг, Бе, Пб, Сн, Ни, Ти, итд. Ови елементи у траговима у чврстом раствору се лако одвајају у близини дислокација алуминијума, што ће утицати на кристализацију алуминијумске завојнице у каснијем ваљању. и процеси жарења. Има важан утицај на формирање решетке, величину зрна, формирање кубичне текстуре, струју цурења и процес корозије, што на крају утиче на перформансе кондензатора, тако да се његов садржај мора строго контролисати.
Превише Мг ће смањити брзину нуклеације и брзину нуклеације алуминијума, што није погодно за формирање и развој кубичне текстуре. Ови елементи у траговима неће увек постојати у облику мономера у алуминијумским калемовима. Како се услови мењају, они ће формирати различите врсте једињења са другим елементима у траговима и АИ да би формирали чврсте растворе или талог. Проучавањем присуства елемената у траговима у различитим облицима алуминијумских калемова, њихов садржај у алуминијумским калемовима може се ефикасно контролисати. Присуство Мг ће изазвати бочни развој корозионог тунела алуминијумске завојнице и може подстаћи љуштење корозионог ткива на површини алуминијумске завојнице, што не доприноси побољшању његове специфичне капацитивности. У исто време, додавање одговарајуће количине ретке земље и Бе може смањити ометајући ефекат Фе на формирање кубичне текстуре у алуминијумским калемовима високе чистоће, промовисати формирање и раст кубичне текстуре, чиме се повећава садржај кубичне текстуре.
Тренутно, боље методе за контролу садржаја елемената у траговима су: додавање у траговима ретке земље (И) алуминијуму високе чистоће може променити релативну чврстоћу компоненти деформисане текстуре у алуминијумском намотају; додавање мање Бе може повећати кубичну текстуру готове фолије. чврстоћа конструкције. Растворљивост ретких земаља и Бе у Ал је изузетно мала и могу да формирају низ једињења са примесама у траговима као што је Фе. Након таложења, матрица се може пречистити, концентрација Фе у матрици је смањена, а штетни ефекти нечистоћа на кубичну текстуру алуминијумског намотаја су елиминисани. Како се садржај ретких земаља повећава, густина оријентације месинга се повећава, компонента С текстуре се смањује, а садржај кубне текстуре у готовој жареној фолији се сходно томе смањује. Када је садржај ретких земаља 0.003%, стандардни потенцијал електроде Пб2+ је знатно већи од АИ+3. Додавање Пб алуминијумским калемовима високе чистоће може ефикасно повећати број зрнаца и корозивних јама, што је корисно за корозију на површини алуминијумске завојнице, чиме се повећава ефективна површина алуминијумске завојнице. Како се садржај Пб повећава, садржај кубичне текстуре у готовом алуминијумском колуту постепено се смањује. Када садржај Пб достигне 0,3к10-6, алуминијумски калем високе чистоће може добити максималну специфичну капацитивност. Количине Пб у траговима у алуминијумској завојници ће бити концентрисане на површини алуминијумске завојнице, изазивајући корозијске поре на површини, чиме се повећава специфична капацитивност и неће утицати на јаку кубичну текстуру алуминијумске завојнице. Стога, додавање количине Пб у траговима може побољшати перформансе конвенционалних алуминијумских калемова без олова. важна техничка средства. Међутим, Пб је канцероген. Мао Веимин и други су проучавали коришћење Сн за замену Пб и постигли су добре резултате.
Када је садржај Сн у алуминијумским калемовима високе чистоће испод 20к10-6, садржај кубичне текстуре у калема од жареног алуминијума може достићи и више од 95%, док када садржај Сн прелази 20к10-6, садржај кубне текстуре у алуминијумским калемовима ће се смањити. . Ефекат садржаја Сн на специфичну капацитивност алуминијумских калемова је сличан оном код Пб, тако да може да замени Пб да смањи загађење животне средине.
У процесу производње обложених алуминијумских калемова, не само да је ограничен садржај појединачних елемената у траговима, већ је потребно строго контролисати и укупну количину осталих елемената у траговима. Да би се избегли негативни ефекти на укупне перформансе обложених алуминијумских намотаја, садржај других елемената у траговима у обложеним алуминијумским намотајима генерално треба контролисати унутар 10к10-6.
