高压光箔中微量元素偏析与分布机理研究

李建霖 ,黄宏亮 ,肖远龙

(1.东莞东阳光科研发有限公司,广东 东莞 523871;2.天津工业大学 分离膜与膜过程国家重点实验室,天津 300387)

铝电解电容器用高压光箔中微量元素的含量和分布会对腐蚀箔性能产生重要影响。光箔中最常规的杂质元素是Fe、Si 和Cu。为了满足不同应用需求,光箔中通常还会添加其他微量杂质元素比如Pb、In 和Mn 元素等[1-3]。这些微量元素的标准电极电势比铝的电极电势要正,当它们富集在铝箔表面时,在电化学腐蚀过程中形成局部原电池而促进蚀孔引发,进而强化腐蚀铝箔的性能。由于这些元素的原子尺寸和晶体结构与主体铝差异很大,它们在铝箔中的分布也表现出明显不同。很多研究人员采用计算化学方法来考察合金表面行为[4-9]。例如,Løvvik[4]基于密度泛函理论研究了12 种金属原子在Pd 基合金表面的偏析行为,发现计算的金属原子偏析能与实验数据吻合很好。Ma等[7]采用5 层夹板模型考察了16 种金属原子在Pt 基偏析过程,发现绝大部分金属偏析能与实验数据吻合,而且元素的偏析与金属原子结构、尺寸大小和偏析能都有关。对于高纯铝箔,系统研究元素偏析行为及分布的报道相对较少。Tsubakino 等[10]利用TEM-EDX考察了质量分数为100×10-6Pb 高纯铝箔中Pb 的偏析,他们认为Pb 主要分布在表面氧化膜中。Ashitaka 等[11]采用卢瑟福背散射光谱仪研究了光箔中质量分数为120×10-6和1300×10-6Ga 的偏析行为,发现Ga 基本上不偏析。最近,中南大学的张新明课题组[9]利用密度泛函理论计算系统研究了23 种……