铝电解电容器的高速发展过程（通用3篇）
铝电解电容器的高速发展过程 篇1
铝电解电容器的高速发展过程
铝电解电容器仅占铝电解电容器需求的百分之八,但将成为未来增速最快的电子器件。消费电子是铝电解电容器需求大户,占比达45%。产品升级也将拉动铝电解电容器加快发展。考虑到铝电解电容器在消费电子升级、计算机、工业电子的广泛使用,以及汽车电子、航空航天等新经济的拉动,未来五年铝电解电容器消费量保持20%以上的复合增长率并没有太大问题。可以预见的是,电子箔、电极箔以及电容器的生产商将不断受益于行业需求的快速成长。
铝电解电容的耐压，即电容在一定条件下连续使用所能承受的电压。如果加在电容上的工作电压超过额定电压，电容内部的绝缘介质就有可能被击穿，造成极片间短路或严重漏电。因此，电容的工作电压不能大于其额定耐压，以保证电路可靠工作。对于电解电容器，漏电流是性能指标中重要的一项。电解电容器的漏电流与电压的关系密切，漏电流随工作电压的增高而增大。当工作电压接近阳极的赋能电压时，漏电流会急剧上升。通过测试电解电容的漏电电流，可以推算出它的极限耐压和额定耐压，对于电路中电容耐压的取值，有直接的参考意义。
铝电解电容器的高速发展过程
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铝电解电容器的高速发展过程 篇2
铝电解电容器的发展已经有了较长的时间,传统用液体电解质的铝电解电容器的工艺一般包含化成铝箔裁断、芯包卷绕、电解液含浸、组装、老化等多种工艺。通常来说,这类液体电解质的铝电解电容器电性能不是很好,使用寿命比较短,ESR值较高。近年来,随着新技术的不断发展,出现了固体电解质铝电解电容器,它具有使用寿命长,低ESR等优良特性。固体电解质铝电解电容器的工艺和传统的液体电解质铝电解电容器相比较而言,多了含浸前的前期预处理工艺。通过前期对化成铝箔损伤的修复、电解纸纤维碳化来提高其电气性能。目前,这项技术属于高新技术,公诸于文献记载的相关工艺技术资料很少,对于加工设备的研制更是未见资料记载。为解决针对固体电解质铝电解电容器前期预处理的电解纸纤维碳化问题,研究并提供一种热处理装置,本热处理装置已申报获批国家实用新型专利。
1 技术问题
研究所要解决的技术问题是提供一种新型铝电解电容器前期预处理工艺的热处理装置。该热处理装置应结构简单,制作方便、成本较低,对电解纸纤维碳化比较彻底,且不会使得导线因受高温氧化而产生堆锡、发黑等现象。通过该装置,可较好地完成铝电解电容器前期预处理,能够起到提高其电气性能等作用。
2 解决方案
为解决上述技术问题,提出具体的解决方案:
该热处理装置采用铝合金型材架体,在架体上置有一个放置槽,放置槽体内的周边均铺设有一层隔热层,放置槽体内隔热层的上部根据要求至少放置一加热块,加热块上可拆卸式地设置有一块的导热板,并在导热板上安装有至少一个温度检测器,通过与温度检测器相连接的温度控制器来控制加热温度。由此,通过温度检测器感应温度来进行加热温度的控制,使实际加热温度能够被控制在规定的范围内。
在导热板上可以水平可拆卸式地安装一隔热板,隔热板上开设有可使电容器芯包通过并使芯包底部接触到该导热板的通槽或透孔。这样,可使得导热板不易散热,芯包导线不受高温氧化,从而避免造成导线堆锡,氧化变黑的现象。当然,在导热板上也可以在相应隔热板的通槽或透孔位置处开设可容纳芯包的沟槽或非透孔。
在该热处理装置的放置槽体的两外侧,可以分别安装至少两根可以上下升降的顶杆,顶杆可与汽缸连接,通过汽缸的动作实现上下升降运动。
根据此方案实现技术上的优点:热处理装置整体结构简单,操作方便,加热比较均匀且便于实现温度控制,加热效果好,不会发生芯包导线氧化、堆锡等现象。
3 实施方式
如图1、图2所示。
放置在架体上的放置槽1,为一具有任意形状的槽体。它可以是方形,圆形或其他形状,一般可以依据生产要求选取,现选用方形槽体。放置槽1的内部周围设置有隔热层2,用以隔绝加热块3向周围的热量散失,使得能够实现最大化的热量聚集。
加热块3放置在放置槽1内部的隔热层2上。根据加热块3的面积大小,可以选取一块或多块加热块3,按顺序整齐排列放置,加热块3与电源(图1中未显示)连接。
导热板4水平地覆盖在加热块3的上面,固定于放置槽1上,可以拆卸。导热板4通常采用导热性能好的材料,如铜、铝等类金属材料制成。该导热板4与电容器芯包相接触的一面可以是平面,也可以如图1所示,在与芯包接触的面上开设可容纳芯包的沟槽或非透孔。在图1所示的导热板4上安装有至少一个温度检测器7,其与温度控制器(图1中未显示)连接。最佳选择是在多个不同区域设置温度检测器,基于此检测导热板4上多个不同区域的温度,再通过温度控制器实现温度控制,从而提高整个热处理装置温度控制的精度。
隔热板5则采用绝热材料制成,其固定于导热板4上,为水平可拆卸式。在隔热板5上,开设有能使铝电解电容器芯包通过并可以保证芯包底部接触到导热板4的加热面的通槽6(或透孔6)。对于导热板4在接触隔热板5的一面相应通槽或透孔位置处,可以根据需要设置可以容置芯包的沟槽或非透孔。当对电容器芯包进行热处理操作时,芯包穿过隔热板5的通槽或透孔直接接触到导热板4,这样可以有效地阻止高温氧化芯包导线或使芯包导线产生堆锡现象,同时也可以很好地防止电容器芯包所吸收的热量扩散损失,提高铝电解电容器的热处理效果。
对应本装置的技术解决方案,如图2所示,在放置槽1的两外侧,还可以分别垂直安装有至少两根(一般四根)可实现上下升降的顶杆8。顶杆8可以通过汽缸,凸轮轴等传动装置实现上下升降。当进行电容器芯包热处理作业时,承载电容器芯包的置物架(图中未显示)放置在放置槽1上并由顶杆8支持,此时顶杆8向下运动,电容器芯包则向下接触到导热板4,而当热处理作业结束后,顶杆8则向上运动,提升电容器芯包离开导热板4,完成整个热处理作业。基于此,该装置可以实现自动化的作业流程,方便作业的时间控制,节省了人力,同时降低热处理作业的成本。
为进一步提高作业控制精度及热处理效果,可设置电气控制箱,设有三菱PLC、开始暂停按钮、电磁阀、数码式时间继电器,实现对热处理作业的时间、顶杆的运动、产品计数等进行自动控制,具体PLC控制图见图3,X为输入信号,Y为输出信号,PLC控制流程图见图4,恒温水浴槽控制框图见图5。
4 结语
该装置结构简单,制作方便,成本较低,可以较好地解决针对固体电解质铝电解电容器前期预处理的电解纸纤维碳化问题。经过实际使用,证明此装置对电解纸纤维碳化问题解决比较彻底,不会使得导线因受高温氧化而产生堆锡、发黑等现象,能够较好地完成铝电解电容器前期预处理,切实起到提高其电气性能等作用。
参考文献
[1]吉田弘之.电子元器件的故障原因及其对策[M].北京:中国标准出版社,2004.
[2]吴宗泽.机械设计师手册(上、下册)[M].2版.北京:机械工业出版社,2008.
[3]黄志昌.液压与气动技术[M].北京:电子工业出版社,2006.
铝电解电容器的高速发展过程 篇3
关键词：铝电解槽筑炉材料应用 现状 发展趋势
Abstract： It is discussed the status and development trends on application of furnace building material for aluminum reduction cells in our country from this article， the certain view has been provided for application of furnace building material for aluminum reduction cells in our country to go the roads on development of sustainable，stable and healthy.
Key words： the application of furnace building material for aluminum reduction cells， the tatus，the development trends.
1、前言
铝电解工业离不开耐火材料。铝电解生产消耗的耐火材料约占整个有色冶金的75%。随着铝电解工业的快速发展，许多煤、电、铝一体化项目纷纷上马，从而带动了耐火材料需求量的大幅度增加。耐火材料作为底部内衬材料对电解槽的使用寿命起着至关重要的作用[1]。
2、对我国铝电解槽筑炉材料应用的分析与认识
2.1碳化硅耐火材料在铝电解槽中应用
目前，碳化硅及含碳化硅的陶瓷材料已经被试用作阴极侧壁内衬材料。碳化硅系列耐火材料，根据其粘结剂的不同，可分为自粘结、氮化硅粘结、含氧氮化硅粘结和氧化物粘结等四类[2]。其中以氮化硅粘结的碳化硅制品综合性能最佳。碳化硅系列耐火材料具备热传导率高，高温下机械强度高，抗氧化性、抗热震性、抗腐蚀性好等优点。
碳化硅制品的各项性能，包括化学成分和物相组成分析；在高温条件下，耐电解质、铝液的腐蚀性；在高温下抗空气氧化性、电解状态下的抗腐蚀性能以及该产品的电阻率测定。
a）、测试方法
在此仅介绍电解状态下的抗腐蚀测试方法。其测试方法如下：
测试中所用的电解槽装置见图1。电解质组成为：冰晶石90%（mass）；氟化钙5%（mass）；氧化铝5%（rnass）。电解质分子比为2.4，测试时间24h，测试温度1，0000C，阳极电流密度0.5A/cm2。测试中，每隔一定时间向电解槽中加入氧化铝。
这种测试方法模拟实际电解槽的工作状态，有利于作出更加附合实际的判断。在电解槽中存在气/电解质/铝液三相区（见图2）。这样可使其全面地研究三相对碳化硅砖的共侵蚀作用。同时，其可碳化硅砖与炭砖粘结在一起，以比较两者之间的性能差异。
图1 试样在电解状态下的抗腐蚀实验装置
1-铁坩埚；2-刚玉管；3-试样；4-碳阳极；5-石墨坩埚；6-电解质；7-铝液
图2 电解腐蚀实验中电解槽内部三相分区示意图
b）、结果分析
1）、试样分析
将碳化硅砖试样打碎，用200目筛子过筛，取样进行X-衍射分析和化学分析。此外，还对碳化硅试样进行电子扫描分析。
X-衍射分析碳化硅试样中主要含有四种物相，即α-SiC；β-SiC；α-Si3N4；β-Si3N4。
化学分析碳化硅砖试样经化学分析表明：试样中含有SiC73.02%（mass），Si3N423.39%
（mass），Fe2O320%（mass）。
2）、电子扫描分析
取一块状碳化硅试样进行电子扫描分析，得到试样面扫描形貌图见图3。图中白色的物质为碳化硅，针状物质为氮化硅。
图3 碳化硅试样电子扫描形貌图（放大2000倍）
3）、碳化硅试样在高温铝液中的抗腐蚀测试
耐高温铝液腐蚀性能是铝电解槽阴极侧壁材料的一项重要性能。此实验采用失重法考查试样在1，000℃下的腐蚀情况。共腐蚀时间分别为24h和48h。实验结果表明：铝液对碳化硅的侵蚀甚微，碳化硅试样的质量和体积基本不变。电子扫描分析表明：被侵蚀样中铝含量非常低。这说明铝液几乎不向试样中渗透。而在目前运行的电解槽中，炭阴极通常会与铝发生反应，从而造成铝的损失。
4）、碳化硅试样在熔融铝电解质中的抗腐蚀测试
电解槽中，侧壁主要还是与电解质相接触。因而其是否耐电解质腐蚀是决定这种材料能否被应用的关键。在此其主要研究了电解质的分子比及侵蚀时间对碳化硅材料侵蚀程度的影响。此实验中是采用的电解质分子比分别为2.1，2.8，3.5，侵蚀时间为24h和48h，电解质中含有5%（mass）的氟化钙和5%（mass）的氧化铝，测试温度为1，0000C。
表1 电解质侵蚀后碳化硅试样断面扫描的元素原子相对百分含量