鋁箔腐蝕電流參數與失鋁量不一致原因的分析

熊傳勇　梁力勃

摘 要：通過對生產線運行情況的了解與科研所的模擬試驗，調查了鋁箔電流參數與失鋁量不一致的問題。

關鍵詞：電子鋁箔；腐蝕；失鋁量

在實際過程中，我們往往會碰到電流參數調節與鋁箔失鋁量不一致的現象。尤其出現在中壓腐蝕線中的擴孔腐蝕，容易出現電流參數調節后，鋁箔的失鋁量幾乎沒有變化的問題。作者就這一問題在文章中展開了討論和原因分析。

1 研究方法

對于出現這一問題的直接原因，基本上可以判斷是由于鋁箔在溶液中的自腐蝕量發生變化造成的。但究竟是怎樣變化的，以及變化規律如何還不清楚。因此，做了以下調查和實驗工作： （1）對各段具體電流參數下腐蝕失重數據統計，以計算自腐蝕和電化學腐蝕所占比例。（2）對腐蝕線進行擴孔溶液中雜質金屬離子的檢測。考察微量金屬離子對鋁箔失重的影響。（3）利用同樣的一次發孔腐蝕箔分別在不同擴孔工藝擴孔溶液中進行不同電流密度的擴孔腐蝕試驗，以觀察不同電流密度下的自腐蝕比例變化。

2 結果與分析

2.1 各段具體電流參數下腐蝕失重數據統計及自腐蝕比例的計算

表1為不同腐蝕線各段的腐蝕失重和自腐蝕比例數據對比。由于在實際統計和計算過程中，數據較多，無法一一呈現，因此表1中只給出了一些關鍵數據。

從表1中可以看出，ABC三條中壓腐蝕線自腐蝕占各自總失重的比例都非常大，尤其是擴孔自腐蝕比例，超過了擴孔總失重的一半。從A～D腐蝕線比較可以得出一個大致規律：一擴孔電流的提高，有助于減小一擴孔自腐蝕的比例。

2.2 不同電流密度的擴孔擴孔腐蝕試驗

在實驗室通過改變擴孔電流的大小來研究自腐蝕比例的變化。這里只選擇改變擴孔電流是因為考慮到絕大部分腐蝕過量以及電流與腐蝕量不對應的問題是在擴孔發生的，并且擴孔腐蝕的規律基本是相通的。

表2為不同擴孔工藝溶液中進行不同電流的擴孔腐蝕的自腐蝕比例數據。從表2中可以明顯看出，隨著擴孔電流的逐漸增大，擴孔腐蝕中自腐蝕造成的失重占總失重的比例顯著減小。這一規律在擴孔A液和擴孔B液溶液中基本相同。

2.3 影響擴孔a工藝自腐蝕的主要原因分析

2.3.1 外加電流的影響

這里所謂的電流影響，嚴格說應該是外加陽極電流，改變其電流密度使鋁箔發生陽極極化而造成對自腐蝕速度的影響。腐蝕電化學原理當中，存在這樣一個效應：如果外加陽極電流使腐蝕金屬陽極極化，雖然該金屬總的陽極溶解電流密度增加了，但它的自腐蝕速度卻減小。即，陽極極化越強烈，自腐蝕速度越小。利用這一效應，我們知道，當生產線中擴孔電流減小后，鋁箔的自腐蝕速度反而增大，這樣就容易使得改變電流與實際腐蝕總量不成對應關系。

2.3.2 小電流下雜質金屬元素重新溶解到槽液的影響

表3為在擴孔腐蝕液中加入不同含量的Cu離子對鋁箔失重的影響數據對比。從表3數據表明，隨著Cu離子含量的增加，鋁箔的失重顯著增加，減薄也隨之增加。這就表明：一些還原性很強的金屬離子對鋁箔的加劇腐蝕有促進作用。

2.3.3 生產線影響自腐蝕的其他原因

當然，造成中壓自腐蝕比例很大且容易波動的原因除了上述兩個重要因素外，還有一些其他因素：（1）設備陳舊，雜質導入到槽液中；（2）擴孔A液所需溫度比擴孔B液溫度高很多，腐蝕本身也更快些；（3）擴孔腐蝕溶液組分濃度波動（這里主要指擴孔緩蝕劑）；（4）不同擴孔腐蝕液中浸泡的時間長短問題等因素。

3 結束語

通過以上的實驗與分析，得出以下結論：

（1）電流參數調節與鋁箔失重不一致問題主要是由自腐蝕量變化引起的。隨著外加腐蝕電流的提高，鋁箔的自腐蝕比例逐漸減小，反之，則增大。（2）生產線中壓擴孔A液工藝的擴孔自腐蝕比例高達55%，而高壓擴孔B液工藝的擴孔自腐蝕比例較低，為17%。造成擴孔A液和擴孔B液工藝下生產線的自腐蝕比例相差很大的主要直接原因為：擴孔B液工藝采用的擴孔電流大大超過擴孔A液工藝。（3）通過對影響擴孔a工藝自腐蝕的主要內在因素分析發現：中壓進行擴孔A液擴孔擴孔腐蝕，由于外加電流很小，依據腐蝕電化學原理，自腐蝕速度快，同時，石墨板上較多的雜質金屬重新溶解到溶液中，與鋁構成原電池，并且還受到一些其他的外界因素的影響，從而進一步加速了鋁箔自腐蝕。因此，相對于高壓腐蝕，中壓腐蝕（尤其是擴孔腐蝕）中，鋁箔的自腐蝕比例顯著偏大，并且自腐蝕量也更容易出現波動。這是造成中壓容易出現電流參數調節與鋁箔失重不相一致的主要原因。

參考文獻

[1]王志申，何業東.緩蝕劑在高壓陽極箔電解擴孔中的作用機理[J].電子元件與材料，2010，29（1）：48-51.

[2]曹楚南.腐蝕電化學原理[M].北京：化學工業出版社，2008.