钽电容器用二氧化锰被覆液的研究

发布时间：2020-04-05 15:04

【摘要】：近年来,各类军民用电子产品都在朝着薄型、轻型和小型化方向发展,这就要求产品使用的元器件实现小型化。以二氧化锰(MnO_2)作阴极的固体钽电容器,其显著优点就是容量大且易于制成小型和片型元件,因而在各类电子产品中得到广泛应用。MnO_2阴极膜是由浸渍/热分解硝酸锰(Mn(NO_3)_2)溶液形成的,所用的Mn(NO_3)_2溶液称为被覆液。被覆液的性能对MnO_2阴极膜的形成及钽电容器的电性能有重大影响。本研究从被覆液的粘度、表面张力和脱水热分解反应,这三个影响MnO_2阴极膜形成的主要因素入手,展开了系统的研究。1.通过测试35%~60%的Mn(NO_3)_2溶液的粘度得出,当Mn(NO_3)_2溶液的浓度等于或大于50%时,粘度等于或大于24.6cp,被膜效果很差;Mn(NO_3)_2溶液的浓度等于45%时,粘度等于15.8cp,被膜效果较好;Mn(NO_3)_2溶液的浓度等于或小于43%时,粘度等于或小于12.7cp,被膜效果好,形成的MnO_2膜附着力很强,致密不易脱落。向Mn(NO_3)_2溶液中添加适量水溶性降粘剂,测试粘度后得出,降粘剂并不能显著降低高浓度(50%及以上)Mn(NO_3)_2溶液的粘度,且被膜效果仍然很差,形成的MnO_2膜附着力低,易脱落。2.通过在被覆液中添加JFC-2、JFC-E、AEO_3等表面活性剂,并测试被覆液的表面张力,得出添加JFC-2时,表面张力降低最显著。45%Mn(NO_3)_2溶液添加了0.2%的JFC-2,被膜后能形成良好的MnO_2膜。然后继续在被覆液中添加乙醇和叔丁醇,并测试被覆液的粘度和表面张力得出,相比乙醇,虽然添加叔丁醇的被覆液表面张力更低,但粘度很大,且被膜后形成的MnO_2膜附着力低,疏松易脱落。3.通过在被覆液中添加过氧乙酸、硝酸铵、硝酸镍等催化剂,并对被覆液进行DSC分析,分析结果表明,添加2%过氧乙酸的被覆液的脱水温度可降低约30℃,且被膜效果好,形成的MnO_2膜附着力很强,无脱落现象;添加2%硝酸铵的被覆液的脱水温度可降低约15℃,Mn(NO_3)_2的分解反应温度可降低约5℃,被膜效果差,形成的MnO_2膜附着力低,疏松易脱落。硝酸镍、高猛酸钾等催化剂的氧化性比Mn(NO_3)_2的强太多,添加到被覆液中,常温下很快就生成MnO_2沉淀,无法应用于实际生产中。
【图文】：

图 1-1 固体钽电容器的结构示意图图 1-2 固体钽电容器制备工艺流程图.2.1 钽阳极制备钽阳极是通过混粉、成型和烧结三个步骤制成[15-16]。混粉即在钽粉中加易升华的粘合剂，以增加烧结成型后钽块的孔隙度（烧结所用的高温使华）。成型是指将钽粉压制成钽块并加入阳极引线的过程，其中，钽块的度根据生产要求定。烧结是指将成型后的钽块进行高温烧制的过程。烧

图 1-2 固体钽电容器制备工艺流程图1.1.2.1 钽阳极制备钽阳极是通过混粉、成型和烧结三个步骤制成[15-16]。混粉即在钽粉中加入适量容易升华的粘合剂，以增加烧结成型后钽块的孔隙度（烧结所用的高温使粘合剂升华）。成型是指将钽粉压制成钽块并加入阳极引线的过程，其中，钽块的大小和密度根据生产要求定。烧结是指将成型后的钽块进行高温烧制的过程。烧结过程在真空烧结炉中进行，高温可除掉钽块内的杂质，，并使钽块与引线熔在一起，最终形成机械强度高的多孔钽块。制备钽阳极需用纯度高达 99.9%的高比容钽粉，以免钽粉中的杂质影响钽电容器的电性能[15-20]。制备高比容钽粉的方法有：钠还原氟钽酸钾工艺、氧化钽电脱氧法、氧化钽钠还原法、SOM 法、感应等离子体制备法和中/高压电容器制备法等[21-39]。其中，钠还原氟钽酸钾工艺是使用最广泛的制备方法。1.1.2.2 形成
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ137.12;TM53

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本文编号：2615165