Способ получения оксидного слоя на анодах оксидно-полупроводниковых и электролитических конденсаторов



Способ получения оксидного слоя на анодах оксидно-полупроводниковых и электролитических конденсаторов
Способ получения оксидного слоя на анодах оксидно-полупроводниковых и электролитических конденсаторов
Способ получения оксидного слоя на анодах оксидно-полупроводниковых и электролитических конденсаторов
Способ получения оксидного слоя на анодах оксидно-полупроводниковых и электролитических конденсаторов
Способ получения оксидного слоя на анодах оксидно-полупроводниковых и электролитических конденсаторов

 


Владельцы патента RU 2456697:

Открытое акционерное общество "Завод "Мезон" (RU)

Изобретение относится к способам получения оксидного слоя на анодах оксидно-полупроводниковых и электролитических конденсаторов. Согласно изобретению в способе получения оксидного слоя на анодах оксидно-полупроводниковых и электролитических конденсаторов, основанном на электрохимической обработке анодов, размещенных в ванне с электролитом, включающем формовку анодов и определение сопротивления электролита в начале процесса формовки анодов, стабилизируют допустимое значение мощности рассеяния, выделяемой на анодах конденсаторов Рдоп до момента достижения напряжения оксидирования, измеряют напряжение на ванне с электролитом UВ и текущее значение тока анода Iа, определяют напряжение на анодах конденсаторов Ua по формуле Uа=UВ-Iа·Rэлектролита, где Iа - текущее значение тока анода в А, Rэлектролита - сопротивление электролита в Ом, в начале процесса формовки анодов, далее регулируют текущее значение тока анода по формуле Ia=Pдоп/Ua, где Рдоп задается технологическим процессом в Вт до достижения напряжения на анодах конденсаторов напряжения оксидирования, затем переходят в режим регулирования напряжения на ванне с электролитом, поддерживая напряжение на анодах конденсаторов равным напряжению оксидирования. Сокращение времени мощности рассеяния позволяет снизить продолжительность процесса оксидирования, что является техническим результатом изобретения. 5 ил.

 

Изобретение относится к способам изготовления изделий электронной техники, а именно конденсаторов, преимущественно оксидно-полупроводниковых и электролитических, и касается способа получения оксидного слоя на объемно-пористых анодах.

Известен способ получения оксидной пленки на анодах, который может быть применен при изготовлении электролитических и оксидно-полупроводниковых конденсаторов, описанный в а.с. №577573, М. Кл2 H01G 9/24, опубликованный 25.10.1977 г., включающий формовку анодов в проточном электролите при постоянной плотности тока и формовку при постоянном напряжении, меньшем по величине, чем конечное значение напряжения при постоянной плотности тока, формовку при постоянном напряжении проводят в электролите, температура которого на 40-250°С превышает температуру электролита в процессе формовки при постоянной плотности тока.

Процесс формовки анодов, в результате которого образуется оксидный слой, служащий диэлектриком, от которого зависят характеристики конденсатора, определяется следующими факторами:

- напряжением оксидирования (формовки);

- составом и температурой электролита;

- плотностью тока на аноде;

- продолжительностью формовки.

Продолжительность процесса получения оксидного слоя излишне затянута в данном способе, т.к. допустимая мощность рассеяния на анодах достигается лишь при приближении напряжения на них к напряжению оксидирования.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является патент на изобретение №2322722 от 18.12.2006 г., МПК: Н0G 09/052, опубликованный 20.04.2008 г., бюл. №11, в котором предложен способ получения оксидного слоя на анодах оксидно-полупроводниковых и электролитических конденсаторов, основанный на электрохимической обработке анодов, размещенных в ванне с электролитом, включающий формовку анодов в гальваностатическом режиме, определение сопротивления электролита в начале гальваностатического режима, который продолжают до достижения напряжения в ванне с электролитом, увеличенного на величину падения напряжения на ванне с электролитом, поддерживая напряжение на анодах равным напряжению оксидирования, при этом сопротивление электролита RЭ в Ом определяют по формуле RЭ=Uo/Iзад, где Uo - напряжение на ванне с электролитом в начале гальваностатического режима в В, Iзад - ток, который задается технологическим процессом, в А, регулирование напряжения на ванне с электролитом осуществляют по формуле: UВ=Uох+Iа·Rэ, где

Uох - напряжение оксидирования в В, Iа - текущее значение тока анода в А, RЭ - сопротивление электролита в Ом.

Недостатком прототипа является то, что допустимая мощность рассеяния на анодах конденсаторов достигается только в конце гальваностатического режима, что приводит к неоправданному затягиванию процесса получения оксидного слоя.

Задача изобретения состоит в сокращении времени получения оксидного слоя путем стабилизации допустимой мощности рассеяния на анодах конденсаторов.

Поставленная задача решается в предлагаемом способе получения оксидного слоя на анодах оксидно-полупроводниковых и электролитических конденсаторов, основанном на электрохимической обработке анодов, размещенных в ванне с электролитом, определяют сопротивление электролита в начале процесса формовки анодов и дополнительно стабилизируют допустимое значение мощности рассеяния, выделяемой на анодах конденсаторов Рдоп до момента достижения напряжения оксидирования, измеряют напряжение на ванне с электролитом UВ и текущее значение тока анода Ia, определяют напряжение на анодах конденсаторов Ua по формуле Ua=UВ-Ia·Rэлектролита, где Ia - текущее значение тока анода в А, Rэлектролита - сопротивление электролита в Ом, в начале процесса формовки анодов, далее регулируют текущее значение тока анода по формуле Ia=Pдоп/Ua, где Рдоп задается технологическим процессом в Вт до достижения напряжения на анодах конденсаторов напряжения оксидирования, затем переходят в режим регулирования напряжения на ванне с электролитом, поддерживая напряжение на анодах конденсаторов равным напряжению оксидирования.

Отличительной особенностью заявленного способа получения оксидного слоя на анодах оксидно-полупроводниковых и электролитических конденсаторов по сравнению со способами, известными из существующего уровня техники, является следующее.

- В процессе покрытия оксидного слоя на анодах конденсаторов до достижения напряжения оксидирования стабилизируют допустимое значение мощности рассеяния, выделяемой на анодах конденсаторов Pдоп (а не ток - как в прототипе), при этом, пока напряжение на анодах Ua маленькое, следовательно, можно многократно (исходя из Pдоп=Ia·Ua) увеличить текущее значение тока, который снижается по мере роста напряжения на анодах конденсаторов, что позволяет сократить время подъема напряжения на анодах конденсаторов в два и более раз, не превышая допустимой мощности рассеяния, выделяемой на анодах конденсаторов Рдоп, что ускоряет процесс оксидирования.

- В прототипе же допустимая мощность рассеяния на анодах конденсаторов достигается только в момент приближения к напряжению оксидирования. В начале процесса формовки мощность на анодах незначительная, что приводит к неоправданному затягиванию процесса оксидирования.

- Таким образом, выявленные отличительные признаки, а также их взаимосвязь в предлагаемом способе не известны из уровня техники, следовательно, предлагаемое решение соответствует критерию «изобретательский уровень» и обладает новизной.

На фиг.1 представлена блок-схема, реализующая предлагаемый способ.

На фиг.2 представлены графики изменения напряжения на ванне с электродами и анодах по заявленному способу.

На фиг.3 представлена зависимость тока на анодах от времени по заявленному способу.

На фиг.4 представлены графики изменения напряжения на ванне с электродами и анодах по способу-прототипу.

На фиг.5 представлена зависимость тока на анодах от времени по способу-прототипу.

Блок-схема на фиг.1 содержит ванну с электролитом, в которой размещена решетка с анодами 2 конденсаторов, катод 3 установлен на дне ванны 1. Решетка с анодами 2 конденсаторов и катод 3 подключены к программируемому источнику постоянного тока 4, включающему, например, процессор, соединенный с силовыми ключами и цифровым индикатором, процессор, в свою очередь, своими входами связан с пультом управления и аналого-цифровым преобразователем, к которому подключены измеритель тока и напряжения. Программируемый источник тока 4 поддерживает постоянную мощность рассеивания Pдоп, выделяемую на анодах 2 конденсаторов за счет регулирования текущего значения тока анода Iaдоп/Ua, где Ua - напряжение на анодах в В.

Рассмотрим способ получения оксидного слоя на анодах оксидно-полупроводниковых конденсаторов на примере К53-16 32 В - 100 мкф, выпускаемых ОАО «Завод «Мезон».

В качестве электролита используется 0,1% раствор ортофосфорной кислоты Н3РO4, температура которого 80°С в течение всего технологического процесса.

Включают программируемый источник постоянного тока 4 в режим поддержания постоянной мощности рассеяния на анодах 2, которая задается технологическим процессом, в частности, для данных конденсаторов Рдоп=600 Вт, а напряжение оксидирования Uох=118 В.

В начале процесса оксидирования оксидная пленка на анодах 2 еще не образовалась, и падение напряжения на анодах 2 Ua=0. Следовательно, напряжение на ванне 1 с электролитом Uв равно падению напряжения на электролите Uэ, т.е. Uв=Uэ, (фиг.1). Тогда сопротивление электролита Rэ=Uв/Ia=120 В/40 А = 3 Ом (считаем его постоянным в течение всего технологического процесса).

По мере образования оксидной пленки на анодах 2 конденсаторов появляется напряжение на анодах 2 Ua, которое равно Ua=Uв-Ia·Rх, при этом программируемый источник тока 4 регулирует значение текущего тока анода Ia таким образом, чтобы мощность рассеяния на анодах 2 равнялась допустимому значению Pдоп. Тогда Ia=Pдоп/Ua до тех пор, пока напряжение на анодах Ua не достигнет напряжения оксидирования Uох=118 B. При этом Ia=600/118 ~ 5 А. Тогда напряжение на ванне 1 с электролитом Uв=Ua+Ia·Rэ=118+5·3=133 В.

Далее программируемый источник тока 4 регулирует напряжение на ванне 1 с электролитом Uв таким образом, чтобы напряжение на анодах 2 конденсаторов поддерживалось постоянным, то есть Ua=Uох.

В предлагаемом способе стабилизируют мощность рассеяния, выделяемую на анодах конденсаторов. При этом ток в начале процесса формовки возрастает многократно (фиг.3), а затем снижается по мере роста напряжение на анодах, что позволяет сократить время подъема напряжения на анодах в два и более раз, не превышая допустимой мощности рассеяния, выделяемой на анодах, и исключить перегрев анодов.

Способ получения оксидного слоя на анодах оксидно-полупроводниковых и электролитических конденсаторов, основанный на электрохимической обработке анодов, размещенных в ванне с электролитом, включающий формовку анодов, определение сопротивления электролита в начале процесса формовки, отличающийся тем, что стабилизируют допустимое значение мощности рассеяния, выделяемой на анодах конденсаторов Рдоп до момента достижения напряжения оксидирования, измеряют напряжение на ванне с электролитом UВ и текущее значение тока анода Iа, определяют напряжение на анодах конденсаторов Ua по формуле Uа=UВ-Iа·Rэлектролита, где Iа - текущее значение тока анода в А, Rэлектролита - сопротивление электролита в Ом, в начале процесса формовки анодов далее регулируют текущее значение тока анода по формуле Ia=Pдоп/Ua, где Рдоп задается технологическим процессом в Вт до достижения напряжения на анодах конденсаторов напряжения оксидирования, затем переходят в режим регулирования напряжения на ванне с электролитом, поддерживая напряжение на анодах конденсаторов, равным напряжению оксидирования.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к технологии изготовления объемно-пористых анодов (ОПА). .

Изобретение относится к полуфабрикату для производства компонентов с высокой емкостью со структурированной активной в агломерации поверхностью, а также способу его производства и его применению.

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению вентильных металлов, в частности порошков вентильных металлов. .

Изобретение относится к твердотельному конденсатору. .
Изобретение относится к области электротехники, в частности к изготовлению конденсаторов на основе порошка субоксида ниобия NbOx, где 0,7<x<1,3, который перед прессованием перемешивают с порошком вентильного металла - ниобия.

Изобретение относится к способам получения оксидного слоя на анодах оксидно-полупроводниковых и электролитических конденсаторов. .

Изобретение относится к получению порошков высокочистых тугоплавких металлов, клапанных субоксидов тугоплавких металлов и клапанных металлов или их сплавов, пригодных для изготовления целого ряда электрических, оптических и прокатных изделий/деталей, получаемых из соответствующих их окислов при металлотермическом восстановлении в твердой или жидкой форме этих окислов, используя восстанавливающий агент, который поддерживает после воспламенения высокоэкзотермическую реакцию, предпочтительно осуществляемую при непрерывной или периодической подаче окисла, например при перемещении под действием силы тяжести.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошка ниобия. .

Изобретение относится к производству оксидно-полупроводниковых конденсаторов с объемно-пористым анодом из вентильных металлов. .

Изобретение относится к производству оксидно-полупроводниковых конденсаторов и способам их изготовления

Изобретение относится к области электротехники, а именно к технологии нанесения покрытия из диоксида марганца на оксидированные объемно-пористые аноды вентильного металла, например тантала, ниобия. Способ получения катодной обкладки оксидно-полупроводникового конденсатора заключается в нанесении многослойного катодного покрытия из диоксида марганца на оксидированный объемно-пористый анод из вентильного металла и включает в себя многократные циклы пропитки-пиролиза анодов с использованием пропитывающего водного раствора с возрастающей от цикла к циклу концентрацией нитрата марганца с добавкой азотной кислоты в качестве активного негалогенированного окисляющего реагента в количестве, обеспечивающем в пропитывающем растворе величину рН 1, не более, и водяного пара во время пиролиза, а также в подформовке анодов после получения каждого слоя диоксида марганца и финишной обработке сформированного многослойного покрытия из диоксида марганца парами азотной кислоты при повышенной температуре 55-70°С в течение не менее 1 минуты. Техническим результатом заявленного изобретения являются стабильные улучшенные электрические характеристики конденсатора, в том числе низкое эквивалентное последовательное сопротивление, а также увеличение выхода годных изделий при сокращении расхода материалов и энергоресурсов. 2 табл., 2 ил., 6 пр.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошков агломератов вентильных металлов и субоксидов вентильных металлов для изготовления конденсаторов с твердым электролитом. Спеченная заготовка анода конденсатора получена из порошка агломерата вентильного металла или субоксида вентильного металла и имеет скелетную плотность, превышающую 88% теоретической плотности. Порошок агломерата вентильных металлов и/или субоксидов вентильных металлов получен путем смешивания предшествующих частиц порошков агломератов с мелкочастичными порообразователями. После чего его уплотняют с получением богатого порами, адгезивно связанного агломерата предшествующих частиц, термически удаляют порообразователь, и подвергают адгезивно связанный агломерат температурной обработке при температуре и в течение промежутка времени, достаточных для образования мостиков спекания. Затем как минимум частично спеченный агломерат перерабатывают в порошки агломератов вентильных металлов и/или субоксидов вентильных металлов. Обеспечивается повышение скелетной плотности анода, а также повышение прочности проволоки конденсатора на вырывание и улучшение характеристик конденсатора по току утечки, эквивалентному последовательному сопротивлению и ударному току. 12 н. и 15 з.п. ф-лы, 1 ил., 6 табл., 1 пр.

Заявленное изобретение относится к способу получения твердых электролитических конденсаторов, имеющих низкий ток утечки, а именно к способу получения анодов конденсатора на основе вентильного металла в процессе их прессования, а также к твердому электролитическому конденсатору и к электронной схеме с таким конденсатором. Использование в заявленном способе изготовления конденсаторов износостойкого прессового или режущего инструмента, выполненного из керамических материалов, например, на основе оксидов алюминия, магния, циркония, карбидов кремния и т.п, концентрация которых на поверхности анода ничтожна мала, позволяет сформировать тело конденсатора с низким током утечки. Кроме того, дополнительная обработка анодов конденсатора после прессования, после спекания или после нанесения оксидного слоя растворами комплексообразующего агента, окислителя, кислоты также обеспечивает снижение тока утечки твердого электролитического конденсатора.4 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл., 7 прим.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к аноду конденсатора с твердым электролитом на основе NbO (оксида ниобия), способу его изготовления и конденсатору с твердым электролитом с анодом из NbO. В предложенном изобретении плоский корпус анода состоит из спеченной губчатой структуры из субоксида ниобия - NbOx, где 0,5<х<1,7, которая расположена на плоской контактной анодной фольге из ниобия и/или тантала. Способ изготовления такого анода включает формование заготовки анода без приложения давления с нанесением пасты из порошка NbOx с органическим связующим агентом методом шаблонной печати на ниобиевую или танталовую фольгу с последующим спеканием при температуре 350-550°C. Формирование заготовки анода без приложения давления обеспечивает значительное снижение тока утечки конденсатора с таким анодом. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил., 2 пр.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к гибридной отрицательной пластине для свинцово-кислотной аккумуляторной батареи, которая обеспечивает подавление или снижение потенциала выделения газообразного водорода. Повышение цикличности ресурса аккумуляторной батареи является техническим результатом изобретения. В гибридной отрицательной пластине для свинцово-кислотной аккумуляторной батареи, содержащей заполненную активным материалом отрицательного электрода пластину, имеющую образованный на ее поверхности слой покрытия из углеродной смеси, содержащей углеродный материал для обеспечения проводимости, активированный уголь для обеспечения емкости конденсатора и/или емкости псевдоконденсатора и по меньшей мере связующее, в качестве активированного угля используется активированный уголь, модифицированный кислотной функциональной группой в количестве от 0,16 до 0,489 мкмоль/м2 на 1 г активированного угля. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил., 9 табл., 5 пр.
Наверх