русский

News and events

полностью танталовый мокрый электролитический конденсатор с полностью герметичной структурой

2019-07-22

полностью танталовый мокрый электролитический конденсатор с полностью герметичной структурой

универсальные мокрые электролитические конденсаторы со всей герметизирующей структурой могут преодолеть многие недостатки, существующие в обычном мокром электролитическом конденсаторе с серебряной коркой, такие как утечка электролита, мгновенное обрыв цепи, ухудшение электрических параметров, ионная миграция серебра и так далее. следовательно, полностью танталовые мокрые электролитические конденсаторы с полностью герметизирующей структурой имеют высокую надежность, стабильные рабочие характеристики и сильное сопротивление пульсирующему электрическому току и известны как «никогда не отключаемый конденсатор»


электрохимические характеристики мокрого электролитического танталового конденсатора хорошие. среди всех электролитических конденсаторов мокрые танталовые конденсаторы имеют наименьший ток утечки и максимальное количество меди на единицу (произведение емкости на номинальное напряжение), которое более чем в 5 раз больше, чем у других конденсаторов. поэтому он широко используется в компьютерах, радарах, ракетах, сверхзвуковых самолетах, устройствах автоматического управления и других электронных схемах. однако мокрые танталовые электролитические конденсаторы также выходят из строя из-за утечки, мгновенного разрыва цепи, ухудшения электрических параметров и миграции ионов серебра.

с улучшением функции и скорости электронной схемы выдвигается более высокий требования к мокром танталового конденсатора. Чтобы удовлетворить потребности военных и аэрокосмических областей, был разработан мокрый электролитический конденсатор с танталом с полностью герметичной структурой. он не только сохраняет преимущества мокрого танталового электролитического конденсатора, но и служит его недостаткам. Он имеет преимущества стабильной работы, сильной способности выдерживать пульсации тока и высокую надежность, которая называется «никогда не отключаемый конденсатор».

структурные и эксплуатационные характеристики


1. катод извлечения тантала
Структура мокрого электролитического конденсатора с танталом в основном такая же, как и у обычного танталового электролитического конденсатора с серебряной оболочкой (см. рис. 1). в основном он состоит из спеченного ядра тантала, поверхности диэлектрической оксидной пленки ta2o5, электролита и металлической оболочки. Разница заключается в том, что цельный танталовый мокрый электролитический конденсатор использует танталовую корку в качестве выводного катода, а обычный мокрый танталовый электролитический конденсатор использует серебряную корку в качестве катода.


В настоящее время электролитические конденсаторы с влажным танталом серии ca30 и cak35 используют серебряную корку высокой чистоты в качестве свинцового катода, который является отрицательным полюсом, когда конденсаторы подключены к цепи. но миграция ионов серебра возникает, когда к конденсатору добавляется обратное напряжение или асимметричный пульсационный ток. Когда обратное напряжение подается на танталовый электролитический конденсатор или пульсирующий ток асимметричен, ионы серебра, с которыми серебряная оболочка великолепно контактирует под действием кислотного раствора, будут постепенно мигрировать и оседать на поверхности анодной среды, которая будет образовывать проводящий ток. канал на дефекте диэлектрической пленки. это приведет к короткому замыканию и резкому увеличению тока утечки и приведет к снижению эффективности продукта. Чтобы решить эту проблему, в 1976 году Соединенные Штаты разработали полностью танталовые влажные электролитические конденсаторы. Некоторые производители в Китае также разработали такие продукты. полностью влажные электролитические конденсаторы могут избежать миграции ионов серебра, снизить ток утечки и повысить надежность.


2. специальная технология катода из тантала для увеличения эффективной поверхности
Ключом к производству танталовых электролитических конденсаторов большой емкости является увеличение эффективной поверхности катода. мокрый танталовый электролитический конденсатор с катодом из серебряной корки получают при контакте серебряной оболочки с электролитом. В процессе производства мокрых танталовых электролитических конденсаторов на растворе электролита и поверхности катода имеются двухслойные структуры. следовательно, катодная емкость существует на выводном катоде. Увеличение емкости катода может увеличить общую емкость конденсатора. в общем, химическая или электрохимическая коррозия используется для нанесения слоя драгоценных металлов, таких как платиновая сажа и палладиевая чернь, на внутреннюю стенку серебряной оболочки, чтобы увеличить эффективную поверхность катода и достичь цели увеличения катода емкость. Палладий является лучшим элементом платиновой группы для формирования пленки, потому что он может производить максимальную емкость, обеспечивая высокоэффективные конденсаторы большой емкости.

для цельнотантловых мокрых электролитических конденсаторов со всей герметизирующей структурой катод изготовлен из тантала, а тантал легко окисляется на воздухе. следовательно, невозможно увеличить эффективную площадь поверхности катода тантала методом обработки серебряного катода. Процесс обработки поверхности тантала катода обычно происходит следующим образом: во-первых, небольшое количество раствора плавиковой кислоты (или соли двухвалентного олова, органического восстановителя) используется для обработки поверхности катода тантала, удаления оксида, образовавшегося на поверхности катода, улучшения его поверхностная адгезия, так что на его поверхности образуется сплошная металлическая пленка платиновой группы, а затем используется метод химического осаждения или распыления. первая прерывистая металлическая пленка платиновой группы с островной структурой была нанесена на поверхность та катода, который удалил оксидную пленку. после этого в среде инертного газа или в вакууме первую напыленную металлическую пленку подвергали термообработке с образованием сплава между металлами платиновой группы и металлами тантала для предотвращения окисления металлов тантала в воздухе. наконец, вторая пористая металлическая пленка платиновой группы наносится на первый слой легированной пленки гальваническим или иным способом, который может не совпадать с металлом первого слоя. Конечно, пленки металла платиновой группы также могут быть непосредственно сформированы на поверхности металла тантала путем распыления, что может сохранить этапы удаления пленок оксида тантала плавиковой кислотой, и затем поверхность металла тантала может быть легирована металлами платиновой группы путем термической обработки. , Кроме того, оксидная пленка на поверхности металлического тантала может быть удалена тлеющим разрядом, а затем путем распыления может быть сформирована металлическая пленка платиновой группы. Поскольку поверхность металлического тантала и металлы платиновой группы были легированы в процессе распыления, этапы термообработки пропущены.

3. все герметичные структуры

Хотя мокрые танталовые электролитические конденсаторы обладают преимуществами большой емкости, их использование было ограничено из-за утечки в процессе работы полугерметичной структуры. Отказ из-за утечки является своего рода явлением отказа, которое вызвано плохой герметизацией конденсаторов, когда давление газа внутри конденсаторов возрастает до определенного значения в условиях теплового напряжения и электрического напряжения, и некоторые рабочие электролиты вытекают из зазора. до того, как проблема утечки была решена должным образом, в прошлом было оговорено, что электронные устройства на спутниках не используют мокрые танталовые электролитические конденсаторы. Это связано с тем, что кислотная жидкость во влажном танталовом электролитическом конденсаторе может быть проводящей и вызывать коррозию. он будет течь под высоким вакуумом и невесомостью в небе. Как только он попадет на печатную плату, цепь будет закорочена, и спутник будет иметь серьезные неисправности, которые приведут к огромным экономическим потерям и неблагоприятным последствиям. Герметизирующая структура мокрых танталовых электролитических конденсаторов может быть разделена на полугерметичные мокрые танталовые электролитические конденсаторы (ca30) и полностью герметичные мокрые танталовые электролитические конденсаторы (cak35), как показано на рис. 2 (а), (б).


В ранних мокрых танталовых электролитических конденсаторах использовалась полугерметичная структура, из-за структурных дефектов могут возникнуть утечки электролита, высыхание при испарении и другие проблемы. Есть много причин для утечки, например, коэффициенты расширения серебряной оболочки и резиновой пробки очень разные. когда конденсаторы находятся в тепловом расширении и холодном сжатии, резиновая пробка не может достичь идеального уплотняющего эффекта. во время обработки на поверхности танталовой проволоки и на внутренней стенке серебряной оболочки образуется множество капиллярных канавок и растяжений, которые ухудшают качество поверхности. канал утечки электролита увеличен; Кроме того, внутреннее давление конденсатора и количество электролита, капающего в конденсатор, будут влиять на эффективность уплотнения. В настоящее время мокрый танталовый электролитический конденсатор имеет полностью герметичную структуру, что решает проблему утечки. утечки редко обнаруживаются при холодном и горячем погружении в условиях высокого вакуума. для полностью герметичных танталовых электролитических конденсаторов танталовые провода на анодных танталовых блоках пропускаются через прокладки из политетрафторэтилена с резиновыми кольцами, а затем сердечники из тантала фиксируются с помощью политетрафторэтиленовых прокладок и собираются в серебряные оболочки, заполненные гелевыми электролитами. закрепил канавку на той же высоте, что и резиновое кольцо на серебряной оболочке, и пронзил стеклянный порошок изолятора затем прокатка кромок, сварка кромок между изолятором и оболочкой из серебра или тантала, танталовой трубки на изоляторе и высокотемпературная аргонодуговая сварка шариками и анодная сварка свинцом через танталовую проволоку. таким образом, проблема утечки полугерметичной структуры полностью решена. из-за серьезного тепловыделения при боковой сварке произойдет испарение электролита, что приведет к разнице давления внутри и снаружи корпуса после охлаждения. в соответствии с фактическим производственным опытом, обычно применяется процесс первой боковой сварки, а затем шаровая сварка.


4. сильная вибрация и ударопрочность

причина мгновенного выхода из строя разомкнутой цепи мокрого танталового электролитического конденсатора заключается в том, что жидкость в оболочке конденсатора не может зафиксировать танталовый блок, танталовый провод на другом конце фиксируется изолятором, а танталовый блок и танталовый провод становятся консольные. следовательно, центробежная сила заставляет электролит двигаться в корпусе конденсатора, когда танталовый блок короткий или количество электролита велико. при недостаточности центробежная сила может вызвать мгновенное отделение блока тантала от рабочего электролита, что приводит к открытию конденсатора. следовательно, правильная длина блока из тантала, достаточное количество электролита для использования или использование электролита, работающего в геле, могут уменьшить вероятность мгновенного разрыва цепи. Для предотвращения вибрации блока из тантала разработана антивибрационная шайба для фиксации блока из тантала, которая эффективно преодолевает мгновенное открытие. Полностью герметичные танталовые электролитические конденсаторы превосходят полугерметичные мокрые танталовые электролитические конденсаторы по показателям герметизации, устойчивости к ударам и вибрации и долговременной надежности.

5. поддержание характеристик электрических параметров

при длительном использовании мокрых танталовых электролитических конденсаторов емкость резко уменьшается, а значение тангенса угла потерь значительно возрастает. это постепенный отказ, который вызван непрерывным потреблением рабочего электролита в конденсаторах. когда герметизирующие свойства не являются хорошими, вода в электролите диффундирует наружу через герметичную резиновую прокладку в условиях хранения, и в рабочих условиях происходит электрохимическая диссоциация воды, которая может постепенно уменьшать воду, электролит постепенно сгущаться, вязкость постепенно увеличивается, эквивалентное последовательное сопротивление электролита возрастает, и характеристики контакта с пленкой анодного оксида становятся плохими, что приводит к уменьшению емкости и увеличению потерь.


Кроме того, производительность рабочего электролита оказывает важное влияние на поддержание электрических параметров мокрых танталовых электролитических конденсаторов. Рабочий электролит является фактическим катодом из танталового электролитического конденсатора. он полностью контактирует с диэлектрической оксидной пленкой ta2o5 на поверхности основания анода и внутренней стенки из серебра или оболочки из тантала. это может привлечь емкость в процессе работы конденсатора, и это может восстановить дефектную пленку анодного оксида в процессе старения и использования конденсатора. пленка оксида диэлектрика, образованная в процессе формования, представляет собой изолирующий материал с высоким сопротивлением электрическому полю, но он не идеален. на его поверхности имеются различные очень маленькие дефекты и отверстия, поэтому конденсатор должен быть отремонтирован сложной диэлектрической пленкой. в процессе старения плотность тока на дефекте высокая, а ток утечки высокий в начале. однако под действием электрохимии рабочий электролит реагирует с металлом тантала с образованием ta2o5, который устраняет дефект и делает диэлектрическую пленку более сплошной и однородной. ток утечки постепенно уменьшается с увеличением времени старения. аналогично, когда напряжение подается на оба конца конденсатора, рабочий электролит с сильной окислительной способностью будет восстанавливать поврежденную диэлектрическую пленку все время. Можно видеть, что производительность рабочего электролита будет непосредственно влиять на надежность танталового электролитического конденсатора и его емкость, потери, ток утечки и электрические свойства, такие как рез. Как правило, рабочий электролит конденсаторов из мокрого тантала должен обладать характеристиками высокой температуры кипения, низкого давления насыщенного пара, высокой проводимости и низкого разрешения. мокрые танталовые электролитические конденсаторы, используемые при высоком напряжении, также должны иметь высокое напряжение пробоя (которое влияет на номинальное рабочее напряжение танталовых электролитических конденсаторов). следовательно, электролит высокой эффективности должен быть применен к электричеству. это имеет большое значение для поддержания и повышения надежности рабочих параметров. В настоящее время достигнут большой прогресс в исследовании высокоэффективного электролита для танталовых электролитических конденсаторов, и он применяется в производстве.


оставить сообщение Добро пожаловать в GTCAP
Если вы заинтересованы в наших продуктах и ​​хотите узнать более подробную информацию, пожалуйста, оставьте сообщение здесь, и мы ответим вам, как только сможем.

Главная

Продукция

около

контакт