添加劑在二次腐蝕中對鋁箔蝕孔形貌的影響

梁力勃

（廣西賀州市桂東電子科技有限責任公司，廣西賀州542899）

1 引言

鋁電解電容器是電子電路中不可缺少的分立元件，而陽極鋁箔是組成鋁電解電容器的關鍵電極材料。陽極鋁箔主要采用電化學腐蝕的方法，在鋁箔內部形成高密度的蝕孔來達到提高比表面的目的[1,2]。鋁箔的電化學腐蝕的主要流程分為一次發孔腐蝕和二次擴孔腐蝕。二次擴孔添加劑在行業中已有廣泛地應用，不少技術人員也對其進行了探討和研究[3,4]。但添加劑對鋁箔蝕孔的內外部孔徑、孔長等形貌以及折彎的變化還沒有明確指出，因此，本文研究了不同濃度添加劑在二次腐蝕中對鋁箔蝕孔形貌和性能的影響。

2 實驗方法

①試液及試劑：一次腐蝕液、二次硝酸腐蝕液、化洗液、某型號添加劑、測厚儀等。②實驗流程及方法：預處理→發孔腐蝕→擴孔腐蝕→化洗→干燥→檢測。實驗嚴格控制其他參數一致，實現控制變量為單一變量。其中，在二次硝酸腐蝕液中加入不同濃度0、0.15、0.3、0.45、0.6g/L的添加劑進行二次擴孔處理，腐蝕后的樣品分別進行電鏡觀察、折彎、厚度檢測等。

3 結果與討論

3.1 鋁箔腐蝕后各項性能

表1為在二次腐蝕液中加入不同含量的添加劑，經過腐蝕后鋁箔的各項性能指標。從表中可以看出，當二次液中不含有添加劑時，腐蝕箔的減薄非常嚴重，達到10μm之多，且腐蝕箔的失重率比含有添加劑的試樣明顯偏大，為25.3%，說明在二次腐蝕液中缺少添加劑對鋁箔的緩蝕作用，鋁箔的腐蝕非常嚴重，但在折彎次數方面，不含有添加劑的反而相對于含有添加劑的腐蝕箔折彎更高。隨著添加劑濃度的增加，腐蝕箔減薄厚度和失重率都逐漸減少，折彎呈現隨之降低的現象。

表1 不同添加劑濃度二次腐蝕后鋁箔性能

3.2 添加劑對鋁箔表面形貌的影響

圖1 不同添加劑濃度二次腐蝕后鋁箔表面形貌（未拋光）

圖2 不同添加劑濃度二次腐蝕后鋁箔表面形貌（拋光）

圖1和2分別為不同添加劑濃度二次腐蝕后的鋁箔表面未拋光和已拋光的微觀形貌。從圖1可以明顯看出，不含添加劑的鋁箔表面腐蝕非常嚴重，表面的鋁粉很多，而隨著添加劑濃度的增加，鋁箔表面的腐蝕程度逐漸減弱，表面平整度提高，說明添加劑抑制表面腐蝕的作用很明顯。表2為根據圖2的電鏡圖片對不同腐蝕箔表面進行的蝕孔分析表。圖3為腐蝕箔平均孔徑和孔密度隨著添加劑濃度變化的影響規律。從圖2已拋光的表面可以看出，不含添加劑的鋁箔表面蝕孔孔徑明顯較大，并孔嚴重，孔密度明顯較小，隨著添加劑濃度的增加，腐蝕箔孔徑從1.50μm逐漸減小至1.04μm，并孔明顯減弱，孔密度也隨之增加，從最初的1.30×107/cm2提高至2.00×107/cm2。這一規律進一步證實添加劑在二次腐蝕液中對鋁箔有很好的緩蝕作用，可以顯著減少并孔，減小孔徑，提高孔密度[1]。

表2 不同添加劑濃度二次腐蝕后鋁箔表面電鏡分析數據

圖3 腐蝕箔平均孔徑和孔密度隨添加劑濃度變化的影響

3.3 添加劑對鋁箔蝕孔形貌的影響

圖4 不同添加劑濃度二次腐蝕后鋁箔截面隧道孔形貌

圖4為不同添加劑濃度二次腐蝕后鋁箔截面隧道孔形貌。表3為根據圖4進行的隧道孔數據分析。從圖4可以看出，隨著添加劑濃度的增加，腐蝕箔表面孔徑快速減小，內部孔徑逐漸增大，從最初隧道孔口大內小的形貌逐漸轉變為口小內大的規律，呈現出“大肚子”的特點，隧道孔的長度也隨著添加劑濃度的增加而增長。這一規律基本解釋了隧道孔折彎隨著添加劑增加而減小的現象。

表3 不同添加劑濃度二次腐蝕后鋁箔截面電鏡分析數據

4 結論

①隨著添加劑濃度的提高，鋁箔表面腐蝕明顯減小，平均孔徑逐漸減小，孔密度逐漸增大，腐蝕并孔明顯減弱。同時孔口快速減小，內部孔徑逐漸增大，從最初隧道孔口大內小的形貌逐漸轉變為口小內大的規律，呈現出“大肚子”的特點。②隨著添加劑濃度的提高，蝕孔長度逐漸增加，鋁箔的折彎次數也隨之下降。這一發現說明添加劑濃度對鋁箔折彎的影響很大，可指導技術人員在實際生產中更加全面分析鋁箔折彎變化的原因[2]。③在一般生產過程中，為了使腐蝕箔比容和折彎等綜合性能達到最優，應使腐蝕箔隧道孔從孔口到孔內的孔徑都盡量一致。因此，添加劑濃度應該選擇合適的濃度，不應過高或過低。