制造用于电解电容器电极的铝材料的方法、用于电解电容器电极的铝材料、用于铝电解电...的制作方法

文档序号:5124288阅读:333来源:国知局
专利名称:制造用于电解电容器电极的铝材料的方法、用于电解电容器电极的铝材料、用于铝电解电 ...的制作方法
技术领域
本发明涉及一种制造用于电解电容器电极的铝材料的方法、用于电解电容器电极的铝材料、用于铝电解电容器的阳极材料以及铝电解电容器。
在描述中,术语“铝”用作铝及其合金,铝材料包括箔片、板及其产品。
背景技术
对通常用作铝电解电容器的电极材料的铝材料进行电化学处理或者化学蚀刻,以扩展铝材料的有效表面积,从而增大电容量。
在制造用于电解电容器阳极的铝材料中,其中通过直流电蚀刻来生长铝的立方织构而产生隧道结构的蚀坑,通常,在冷轧的中间过程进行中间退火,并且,在进行精冷轧(低压下厚度的轧制)之后,在惰性气氛或者真空中以大约500℃对铝材料进行最终退火(例如,专利文献1)。
此外,如专利文献2所述,通过施加拉伸应变来代替精冷轧也能够生长铝的立方织构。
通过最终退火获得的铝材料的蚀刻特性主要依赖于铝在退火前的特性。为了获得铝材料表面层的均匀特性,因此,考虑在冷轧期间或在冷轧之后使用铝可溶液洗涤铝。
根据专利文献3,在通过冷轧使铝板的厚度t减少到满足3.3t0≤t≤20t0(t0是铝的最终厚度)的厚度之后,使用碱水溶液或者酸水溶液洗涤并溶解表面,随后对所述表面进行冷轧。这种制造用于电解电容器的铝箔片的方法防止了形成厚的氧化层。
根据专利文献4,公开了一种使在退火后的铝箔片表面上的氧化层变薄的方法,并且,通过如下方法步骤容易地在蚀刻溶液中溶解并且去除所述氧化层去除铝箔片表面层;在去除之后,以40到350℃的温度、0到80℃的露点进行30到1800秒的加热氧化;并且在加热氧化之后,在非氧化气氛中进行退火步骤。也就是说,公开了一种去除铝箔片表面层的方法,其中使用例如氢氧化物等的碱水溶液和酸水溶液洗涤。
专利文献5描述了一种制造用于电解电容器电极的铝箔片的方法,该方法使用纯度为99.96到99.98%的纯铝材料,以200℃到500℃的温度进行大于等于1小时的中间退火,并且在中间退火之后和在最终退火之前,在厚度方向上去除大于等于0.1μm的铝箔片表面层。
专利文献6描述了一种制造用于电解电容器电极的铝箔片的方法,该方法是,对冷轧后的纯度为99.99%或者更高、且包含用于扩展有效表面积的杂质的铝箔片,第一步以250℃到530℃的温度进行退火,然后以高于500℃的温度进行最终退火去除铝箔片的表面层。根据专利文献6,铝箔片表面层的平均Fe含量是内部的1/2,这提供了一种用于电解电容器电极的铝箔片,从而获得大电容量的电容器。
专利文献1日本审查专利公开11242(1979)专利文献2WO 2004/003248A1专利文献3日本未审查专利公开257137(1991)专利文献4日本未审查专利公开201673(1995)专利文献5日本未审查专利公开81945(1998)专利文献6日本未审查专利公开210561(2001)然而,当化学去除表面层时,因为铝材料表面在去除表面层之前的耐腐蚀性不均匀,所以难于均匀去除表面层,因此限制了电容量的增大。
通过专利文献3中描述的技术,因为铝材料表面层在洗涤前不均匀,因此铝材料表面层不均匀地溶解,从而难于在最终退火之后获得改善的铝材料的蚀刻特性。
通过专利文献4中描述的技术,虽然在退火前的加热氧化有利于铝材料表面层的均匀性,但是在去除前铝材料表面层的特性不均匀,从而影响在洗涤后的表面,因此通过加热氧化提高均匀性是不够的,并且限制了增大电容量。
另外,虽然通过中间退火中的气氛改变在中间退火之后的铝材料的氧化表面的特性,其中中间退火主要影响随后的表面层去除,但是在专利文献5中没有关于中间退火气氛的描述。在中间退火之后和精冷轧之前去除铝材料表面层的情况下,以及在依次进行中间退火和精冷轧之后去除表面层的情况下,由于精冷轧中的压下量低于在中间退火前的冷轧的压下量,因此在精冷轧之后,中间退火的气氛通过化学形成较大地影响表面层的溶解性。
在专利文献6中,在去除表面层之前的第一步的退火中没有关于气氛的描述,在本发明中没有考虑这种方法,本发明提供了在氧化气氛中加热后对表面层的均匀去除。
根据以上技术背景,本发明克服了现有技术中的问题,也就是说,在常规的制造用于电解电容器的铝材料的方法中,对于通过洗涤溶解铝材料表面层,其溶解性不均匀,并且使得在最终退火后获得的铝材料具有不充分的蚀刻特性。本发明旨在提供一种制造用于电解电容器电极的具有优良蚀刻特性的铝材料、用于电解电容器电极的铝材料、一种制造用于电解电容器的电极材料的方法、以及铝电解电容器。本发明的其他目标在下面的本发明的实施例中将变得显而易见。

发明内容
为了实现上述目标,本发明提供下面内容(1)一种制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,所述方法包括热轧、冷轧和最终退火步骤,还包括以下步骤在热轧之后和开始最终退火之前,在氧化气氛中加热铝材料;在加热后通过洗涤去除铝材料表面层;以及对所述经过洗涤的铝材料进行最终退火。
(2)根据前项1的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在完成所述精冷轧之后进行在氧化气氛中加热所述铝材料和通过洗涤去除所述表面层。
(3)根据前项1或2的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,用于洗涤的清洗液是碱水溶液。
(4)根据前项1或2的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,用于洗涤的清洗液是酸水溶液。
(5)根据前项1或2的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中依次通过碱水溶液和酸水溶液洗涤所述铝材料。
(6)根据前项3或5的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,所述碱水溶液中的碱是选自于氢氧化纳、氢氧化钙、氢氧化钾、原硅酸钠、偏硅酸钠、磷酸三钠(Na3PO4)以及碳酸钠中的一种或多种碱。
(7)根据前项4或5的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,所述酸水溶液中的酸是选自于盐酸、硫酸、硝酸以及含磷酸中的一种或多种酸。
(8)根据前项1到7中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过在氧化气氛中加热之后进行洗涤获得的对铝材料表面层的去除量D(nm)的平均去除量大于等于1nm且小于等于500nm每单面铝材料,其中所述去除量D(nm)如下限定去除量D(nm)=E(g/cm2)×107/2.7(g/cm3),其中E是通过洗涤减少的每单位表面积质量,以及2.7g/cm3是铝的密度。
(9)根据前项1到8中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在氧化气氛中的加热温度在50℃到400℃的范围内。
(10)根据前项9的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在氧化气氛中的加热时间大于等于3秒且小于等于72小时。
(11)根据前项1到10中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在加热期间氧化气氛中的氧气浓度大于等于0.1体积%。
(12)根据前项1到11中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,还包括,在氧化气氛中加热所述铝材料之前、或者在洗涤铝材料表面层之前在氧化气氛中加热铝材料之后,对铝材料去油脂。
(13)根据前项12的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中通过使用有机溶剂对所述铝材料去油脂。
(14)根据前项12的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过使用添加有表面活性剂的水对所述铝材料去油脂。
(15)根据前项1的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在冷轧期间对所述铝材料进行中间退火,以及在中间退火之后通过洗涤去除铝材料的表面层;其中在氧化气氛中进行所述中间退火,在所述中间退火后通过洗涤去除所述铝材料的表面层。
(16)根据前项15的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过在所述精冷轧之后和最终退火之前洗涤所述铝材料来去除所述铝材料的表面层。
(17)根据前项15的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过在所述中间退火之后和精冷轧之前洗涤所述铝材料来去除铝材料的表面层。
(18)根据前项15到17中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在中间退火期间的氧化气氛中的氧气浓度大于等于0.1体积%。
(19)根据前项15到18中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在氧化气氛中以大于等于200℃且小于等于320℃的温度对铝材料进行中间退火。
(20)根据前项15到19中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,用于洗涤的清洗液是碱水溶液。
(21)根据前项15到19中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,用于洗涤的清洗液是酸水溶液。
(22)根据前项15到19中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,其中依次通过碱水溶液和酸水溶液洗涤所述铝材料。
(23)根据前项20到22中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,所述碱水溶液中的碱是选自于氢氧化纳、氢氧化钙、氢氧化钾、原硅酸钠、偏硅酸钠、磷酸三钠以及碳酸钠中的一种或多种碱。
(24)根据前项21或22的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,所述酸水溶液中的酸是选自于盐酸、硫酸、硝酸以及含磷酸中的一种或多种酸。
(25)根据前项15到24中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过洗涤获得的对铝材料表面层的去除量D(nm)的平均去除量大于等于1nm且小于等于500nm每单面铝材料,其中所述去除量D(nm)如下限定去除量D(nm)=E(g/cm2)×107/2.7(g/cm3),其中E是通过洗涤减少的每单位表面积质量,以及2.7g/cm3是铝的密度。
(26)根据前项15到25中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,还包括在最终退火之前,在冷轧之后在中间退火之前对铝材料去油脂的步骤。
(27)根据前项26的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中通过使用有机溶剂对所述铝材料去油脂。
(28)根据前项26的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过使用添加有表面活性剂的水对所述铝材料去油脂。
(29)根据前项1的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在冷轧期间对所述铝材料进行中间退火,以及在中间退火之后对所述铝材料进行精冷轧;其中在氧化气氛中进行所述中间退火,在所述精冷轧之后进行在氧化气氛中加热铝材料以及通过洗涤去除所述表面层。
(30)根据前项29的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,包括通过在所述中间退火之后和精冷轧之前洗涤所述铝材料来去除所述铝材料的表面的步骤。
(31)根据前项29或30的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,用于洗涤的清洗液是碱水溶液。
(32)根据前项29或30的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,用于洗涤的清洗液是酸水溶液。
(33)根据前项29或30的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,其中依次通过碱水溶液和酸水溶液洗涤所述铝材料。
(34)根据前项31到33中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,所述碱水溶液中的碱是选自于氢氧化纳、氢氧化钙、氢氧化钾、原硅酸钠、偏硅酸钠、磷酸三钠以及碳酸钠中的一种或多种碱。
(35)根据前项32或33的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,所述酸水溶液中的酸是选自于盐酸、硫酸、硝酸以及含磷酸中的一种或多种酸。
(36)根据前项29到35中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过在精冷轧后的在氧化气氛中加热之后进行洗涤获得的对铝材料表面层的去除量D(nm)的平均去除量大于等于1nm且小于等于500nm每单面铝材料,其中所述去除量D(nm)如下限定去除量D(nm)=E(g/cm2)×107/2.7(g/cm3),其中E是通过洗涤减少的每单位表面积质量,以及2.7g/cm3是铝的密度。
(37)根据前项29到36中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在精冷轧后的在氧化气氛中的加热温度在50℃到400℃的范围内。
(38)根据前项37的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在精冷轧后的在氧化气氛中的加热时间大于等于3秒且小于等于72小时。
(39)根据前项29到38中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在氧化气氛中以大于等于200℃且小于等于320℃的温度对铝材料进行中间退火。
(40)根据前项29到39中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在精冷轧之后加热期间的氧化气氛中的氧气浓度大于等于0.1体积%。
(41)根据前项29到40中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在中间退火期间的氧化气氛中的氧气浓度大于等于0.1体积%。
(42)根据前项29到41中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,包括,在最终通过洗涤所述铝材料去除铝材料表面层之前,在中间退火之前在冷轧之后,对铝材料进行去油脂。
(43)根据前项42的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过使用有机溶剂对所述铝材料去油脂。
(44)根据前项42的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过使用含表面活性剂的水对所述铝材料去油脂。
(45)根据前项1的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在冷轧之后对所述铝材料进行中间退火,并在中间退火之后和最终退火之前对所述铝材料施加拉伸应变;以及,在施加拉伸应变之后,进行在氧化气氛中加热铝材料和通过洗涤去除铝材料的表面层。
(46)根据前项45的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,用于洗涤的清洗液是碱水溶液。
(47)根据前项45的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,用于洗涤的清洗液是酸水溶液。
(48)根据前项45的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,其中依次通过碱水溶液和酸水溶液洗涤所述铝材料。
(49)根据前项46到48中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,所述碱水溶液中的碱是选自于氢氧化纳、氢氧化钙、氢氧化钾、原硅酸钠、偏硅酸钠、磷酸三钠以及碳酸钠中的一种或多种碱。
(50)根据前项47或48的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,所述酸水溶液中的酸是选自于盐酸、硫酸、硝酸以及含磷酸中的一种或多种酸。
(51)根据前项45到50中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过在氧化气氛中加热之后进行洗涤获得的对铝材料表面层的去除量D(nm)的平均去除量大于等于1nm且小于等于500nm每单面铝材料,其中所述去除量D(nm)如下限定去除量D(nm)=E(g/cm2)×107/2.7(g/cm3),其中E是通过洗涤减少的每单位表面积质量,以及2.7g/cm3是铝的密度。
(52)根据前项45到51中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在氧化气氛中的加热温度在50℃到400℃的范围内。
(53)根据前项52的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在氧化气氛中的加热时间大于等于3秒且小于等于72小时。
(54)根据前项45到53中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在加热期间的氧化气氛中的氧气浓度大于等于0.1体积%。
(55)根据前项1的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在冷轧之后在氧化气氛中对所述铝材料进行中间退火,并在中间退火之后和最终退火之前对所述铝材料施加拉伸应变;以及,在中间退火之后,进行至少一次通过洗涤去除铝材料的表面层。
(56)根据前项55的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在施加拉伸应变之后和在最终退火之前通过洗涤所述铝材料去除铝材料表面层。
(57)根据前项55的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在中间退火之后和在施加拉伸应变之前通过洗涤所述铝材料去除铝材料表面层。
(58)根据前项55到57中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,当在氧化气氛中加热所述铝材料之后,在施加拉伸应变之后和在最终退火之前通过洗涤铝材料去除铝材料表面层。
(59)根据前项55到58中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,用于洗涤的清洗液是碱水溶液。
(60)根据前项55到58中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,用于洗涤的清洗液是酸水溶液。
(61)根据前项55到58中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中依次通过碱水溶液和酸水溶液洗涤所述铝材料。
(62)根据前项59到61中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,所述碱水溶液中的碱是选自于氢氧化纳、氢氧化钙、氢氧化钾、原硅酸钠、偏硅酸钠、磷酸三钠以及碳酸钠中的一种或多种碱。
(63)根据前项60或61的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,所述酸水溶液中的酸是选自于盐酸、硫酸、硝酸以及含磷酸中的一种或多种酸。
(64)根据前项55到63中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过在氧化气氛中加热之后和在中间退火之间进行洗涤获得的对铝材料表面层的去除量D(nm)的平均去除量大于等于1nm且小于等于500nm每单面铝材料,其中所述去除量D(nm)如下限定
去除量D(nm)=E(g/cm2)×107/2.7(g/cm3),其中E是通过洗涤减少的每单位表面积质量,以及2.7g/cm3是铝的密度。
(65)根据前项57到64中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在施加拉伸应变之后在氧化气氛中的加热温度在50℃到400℃的范围内。
(66)根据前项65的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在施加拉伸应变之后在氧化气氛中的加热时间大于等于3秒且小于等于72小时。
(67)根据前项55到66中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在氧化气氛中以大于等于200℃且小于等于300℃的温度进行在氧化气氛中的中间退火。
(68)根据前项55到67中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在施加拉伸应变之后加热期间的氧化气氛中的氧气浓度大于等于0.1体积%。
(69)根据前项55到67中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在中间退火期间的氧化气氛中的氧气浓度大于等于0.1体积%。
(70)根据前项1到69中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在惰性气体气氛中对铝材料进行最终退火。
(71)根据前项1到70中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,以大于等于450℃且小于等于600℃的温度对铝材料进行最终退火。
(72)根据前项1到71中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,铝材料的铝纯度大于等于99.9质量%。
(73)一种用于电解电容器电极的铝材料,其通过根据前项1到72中任一项的方法制造。
(74)根据前项73的用于电解电容器电极的铝材料,其中,所述铝材料是用于中或高电压的阳极材料。
(75)一种制造用于电解电容器的电极材料的方法,包括蚀刻通过根据前项1到72中任一项的方法所制造的铝材料。
(76)根据前项75的制造用于电解电容器的电极材料的方法,还包括,通过在蚀刻之后进行阳极处理而形成介质。
(77)根据前项75或76的制造用于电解电容器的电极材料的方法,其中,蚀刻的至少部分是DC电解蚀刻。
(78)一种用于铝电解电容器的阳极材料,其通过根据前项75到77中任一项的方法制造。
(79)一种铝电解电容器,其包括通过根据前项75到77中任一项的方法制造的铝电极材料作为电极材料。
根据前项1的发明提供了具有优良蚀刻特性的用于电解电容器电极的铝材料,其特征在于这样的方法,在氧化气氛中加热铝材料,其后,通过洗涤去除铝材料表面层,这能够在洗涤时均匀溶解铝材料,然后对经过洗涤的铝材料进行最终退火。
根据前项2的发明提供了具有优良蚀刻特性的用于电解电容器电极的铝材料,其特征在于这样的方法,在冷轧之后,在氧化气氛中加热铝材料,其后,通过洗涤去除铝材料表面层,这能够在洗涤时均匀溶解铝材料,然后,进行最终退火。
根据前项3的发明提供,通过洗涤可以可靠地去除铝材料表面层,因为用于洗涤的清洗液是碱水溶液。
根据前项4的发明提供,通过洗涤可以可靠地去除铝材料表面层,因为用于洗涤的清洗液是酸水溶液。
根据前项5的发明提供,通过洗涤可以可靠地去除铝材料表面层,因为依次通过碱水溶液和酸水溶液进行洗涤。
根据前项6的发明提供,可以更有效地去除表面层,因为,碱水溶液中的碱是选自于氢氧化纳、氢氧化钙、氢氧化钾、原硅酸钠、偏硅酸钠、磷酸三钠(Na3PO4)以及碳酸钠中的一种或多种碱。
根据前项7的发明提供,可以更有效地去除表面层,因为,酸水溶液中的酸是选自于盐酸、硫酸、硝酸以及含磷酸中的一种或多种酸。
根据前项8的发明提供,通过均匀溶解铝材料可以确定地获得增大电容量的效果,因为通过洗涤获得的对铝材料表面层的去除量D(nm)的平均去除量大于等于1nm且小于等于500nm每单面铝材料。
根据前项9的发明提供,当抑制铝材料表面层上的氧化层过厚时,能够进行充分氧化,然后在通过洗涤去除表面层时可以均匀溶解表面层,因为在氧化气氛中的加热温度是50℃到400℃。
根据前项10的发明提供,当抑制铝材料表面层上的氧化层过厚时,能够进行充分氧化,然后在通过洗涤去除表面层时可以均匀溶解表面层,因为在氧化气氛中的加热时间大于等于3秒且小于等于72小时。
根据前项11的发明提供,可以均匀溶解铝材料表面层,因为在加热期间氧化气氛中的氧气浓度大于等于0.1体积%。
根据前项12的发明通过如下提供具有更好性能的用于电解电容器电极的铝材料,其中在氧化气氛中加热之前、或者在洗涤铝材料表面层之前在氧化气氛中加热铝材料后,进行去油脂,这可以去除粘附在铝材料表面层的油污。
根据前项13的发明提供,能够可靠地进行去油脂,因为是通过使用有机溶剂对铝材料去油脂。
根据前项14的发明提供,能够可靠地进行去油脂,因为是通过使用添加了表面活性剂的水对铝材料去油脂。
根据前项15的发明提供了具有优良蚀刻特性的用于电解电容器电极的铝材料,其特征在于这样的方法,在氧化气氛中进行中间退火,以及在中间退火之后在最终退火之前通过洗涤去除铝材料的表面层,这能够在洗涤时均匀溶解铝材料,然后进行最终退火。
根据前项16的发明提供了具有优良蚀刻特性的用于电解电容器电极的铝材料,其特征在于这样的方法,在精冷轧之后最终退火之前,通过洗涤铝材料去除铝材料表面层,这能够在洗涤时均匀溶解铝材料,然后进行最终退火。
根据前项17的发明提供了具有优良蚀刻特性的用于电解电容器电极的铝材料,其特征在于这样的方法,在中间退火之后精冷轧之前,通过洗涤去除铝材料表面层,这能够在洗涤时均匀溶解铝材料,然后进行最终退火。
根据前项18的发明提供了对铝材料表面层的充分氧化,因为在中间退火期间的氧化气氛中的氧气浓度为0.1体积%或者更大。
根据前项19的发明提供了具有优良蚀刻特性的用于电解电容器电极的铝材料,其特征在于这样的方法,在氧化气氛中以大于等于200℃且小于等于320℃的温度进行中间退火,这允许获得充分的织构,以在最终退火中生长具有立方取向的优选再结晶颗粒。
根据前项20的发明提供,可以通过洗涤可靠地去除铝材料表面层,因为用于洗涤的清洗液是碱水溶液。
根据前项21的发明提供,可以通过洗涤可靠地去除铝材料表面层,因为用于洗涤的清洗液是酸水溶液。
根据前项22的发明提供,可以通过洗涤可靠地去除铝材料表面层,因为,依次通过碱水溶液和酸水溶液洗涤所述铝材料。
根据前项23的发明提供,可以更有效地去除表面层,因为,所述碱水溶液中的碱是选自于氢氧化纳、氢氧化钙、氢氧化钾、原硅酸钠、偏硅酸钠、磷酸三钠以及碳酸钠中的一种或多种碱。
根据前项24的发明提供,可以更有效地去除铝材料表面层,因为,所述酸水溶液中的酸是选自于盐酸、硫酸、硝酸以及含磷酸中的一种或多种酸。
根据前项25的发明提供,通过均匀溶解铝材料可以确定地获得增大电容量的效果,因为通过洗涤获得的对铝材料表面层的去除量D(nm)的平均去除量大于等于1nm且小于等于500nm每单面铝材料。
根据前项26的发明提供了具有更好性能的用于电解电容器电极的铝材料,其特征在于这样的方法,在最终退火之前的步骤,在冷轧之后在中间退火之前对铝材料去油脂,这能够去除粘附在铝材料表面层上的油污。
根据前项27的发明提供,可以可靠地进行去油脂,因为是通过使用有机溶剂对铝材料去油脂。
根据前项28的发明提供,可以可靠地进行去油脂,因为是通过使用添加了表面活性剂的水对铝材料去油脂。
根据前项29的发明提供了具有优良蚀刻特性的用于电解电容器电极的铝材料,其特征在于这样形成大电容量的方法,进行在氧化气氛中的中间退火以及精冷轧,然后在氧化气氛中加热,以及通过洗涤去除所述表面层,这能够在洗涤时均匀溶解铝材料,然后进行最终退火。
根据前项30的发明提供了具有优良蚀刻特性的用于电解电容器电极的铝材料,其特征在于这样形成大电容量的方法,进行在氧化气氛中的中间退火、通过洗涤去除铝材料表面层、以及精冷轧,并且进一步在氧化气氛中加热,其后,通过洗涤去除铝材料表面层,这能够在洗涤后均匀溶解铝材料,然后进行最终退火。
根据前项31的发明提供,可以通过洗涤可靠地去除铝材料表面层,因为用于洗涤的清洗液是碱水溶液。
根据前项32的发明提供,可以通过洗涤可靠地去除铝材料表面层,因为用于洗涤的清洗液是酸水溶液。
根据前项33的发明提供,可以通过洗涤可靠地去除铝材料表面层,因为依次通过碱水溶液和酸水溶液洗涤所述铝材料。
根据前项34的发明提供,可以更有效地去除表面层,因为,述碱水溶液中的碱是选自于氢氧化纳、氢氧化钙、氢氧化钾、原硅酸钠、偏硅酸钠、磷酸三钠以及碳酸钠中的一种或多种碱。
根据前项35的发明提供,可以更有效地去除表面层,因为,所述酸水溶液中的酸是选自于盐酸、硫酸、硝酸以及含磷酸中的一种或多种酸。
根据前项36的发明提供了通过均匀溶解铝材料可以确定地获得增大电容量的效果,因为通过在精冷轧后的在氧化气氛中加热之后的洗涤获得的对铝材料表面层的去除量D(nm)的平均去除量大于等于1nm且小于等于500nm每单面铝材料。
根据前项37的抑制铝材料表面层上的氧化层过厚时,能够进行充分氧化,然后在通过洗涤去除表面层时可以均匀溶解铝材料表面层,因为在氧化气氛中的加热温度是50℃到400℃。
根据前项38的发明提供当抑制无用的能量损耗之后,能够在铝材料表面层进行充分氧化,然后在通过洗涤去除表面层时,铝材料的表面层能够均匀溶解,因为在精冷轧之后,氧化气氛中的加热时间大于等于3秒且小于等于72小时。
根据前项39的发明提供了具有优良蚀刻特性的用于电解电容器电极的铝材料,其特征在于这样的方法,以大于等于200℃并且小于等于320℃的温度在氧化气氛中进行中间退火,这允许获得充分的织构,以在最终退火中生长具有立方取向的优选再结晶颗粒。
根据前项40的发明提供了对铝材料表面层的充分氧化,因为在精冷轧之后进行的在氧化气氛中加热气氛的氧气浓度大于等于0.1体积%。
根据前项41的发明提供了对铝材料表面层的充分氧化,因为在中间退火中,在氧化气氛中加热气氛的氧气浓度大于等于0.1体积%。
根据前项42的发明提供了具有更好性能的用于电解电容器电极的铝材料,其特征在于这样的方法,在通过最后洗涤去除铝材料表面层之前的步骤中,在精冷轧之后在中间退火之前,对铝材料去油脂,这能够去除粘附在铝材料表面层上的油污。
根据前项43的发明提供,能够可靠地进行去油脂,因为是通过使用有机溶剂对铝材料去油脂。
根据前项44的发明提供,能够可靠地进行去油脂,因为是通过使用添加了表面活性剂的水对铝材料去油脂。
根据前项45的发明提供了具有优良蚀刻特性的用于电解电容器电极的铝材料,其特征在于这样提供大电容量的方法,在热轧、冷轧和中间退火之后施加拉伸应变,然后最终退火,其中,在施加拉伸应变之后,在最终退火之前在氧化气氛中加热铝材料,其后,通过洗涤去除铝材料表面层,这能够在洗涤时均匀溶解铝材料,然后进行最终退火。
根据前项46的发明提供,通过洗涤可以可靠地去除铝材料表面层,因为用于洗涤的清洗液是碱水溶液。
根据前项47的发明提供,通过洗涤可以可靠地去除铝材料表面层,因为用于洗涤的清洗液是酸水溶液。
根据前项48的发明提供,通过洗涤可以可靠地去除铝材料表面层,因为依次通过碱水溶液和酸水溶液进行洗涤。
根据前项49的发明提供,可以更有效地去除表面层,因为,碱水溶液中的碱是选自于氢氧化纳、氢氧化钙、氢氧化钾、原硅酸钠、偏硅酸钠、磷酸三钠以及碳酸钠中的一种或多种碱。
根据前项50的发明提供,可以更有效地去除表面层,因为,酸水溶液中的酸是选自于盐酸、硫酸、硝酸以及含磷酸中的一种或多种酸。
根据前项51的发明提供,通过均匀溶解铝材料可以确定地获得增大电容量的效果,因为当在氧化气氛中加热后通过洗涤获得的对铝材料表面层的平均去除量大于等于1nm且小于等于500nm每单面铝材料。
根据前项52的发明提供,当抑制铝材料表面层上的氧化层过厚时,能够进行充分氧化,然后在通过洗涤去除表面层时可以均匀溶解表面层,因为在氧化气氛中的加热温度是50℃到400℃。
根据前项53的发明提供,当抑制无用的能量损耗之后,能够在铝材料表面层进行充分氧化,然后在通过洗涤去除表面层时,铝材料的表面层能够均匀溶解,因为在氧化气氛中的加热时间大于等于3秒且小于等于72小时。
根据前项54的发明提供了对铝材料表面层的充分氧化,因为在在氧化气氛中的加热气氛的氧气浓度大于等于0.1体积%。
根据前项55的发明提供了具有优良蚀刻特性的用于电解电容器电极的铝材料,其特征在于这样提供大电容量的方法,在热轧、冷轧中间退火之后施加拉伸应变,然后最终退火,其中,在氧化气氛中进行中间退火,其后在最终退火前,进行至少一次通过洗涤去除铝材料的表面层,这能够在洗涤时均匀溶解铝材料,然后进行最终退火。
根据前项56的发明提供了具有优良蚀刻特性的用于电解电容器电极的铝材料,其特征在于这样提供大电容量的方法,其中,在拉伸应变之后最终退火之前,进行通过洗涤去除铝材料的表面层,这能够在洗涤时均匀溶解铝材料,然后进行最终退火。
根据前项57的发明提供了具有优良蚀刻特性的用于电解电容器电极的铝材料,其特征在于这样提供大电容量的方法,其中,在中间退火之后在施加拉伸应变之前,进行通过洗涤去除铝材料的表面层,这能够在洗涤时均匀溶解铝材料,然后进行最终退火。
根据前项58的发明提供了具有优良蚀刻特性的用于电解电容器电极的铝材料,其特征在于这样的方法,其中,在最终退火之前施加拉伸应变,之后,在氧化气氛中加热铝材料之后,通过洗涤去除铝材料的表面层,通过在氧化气氛中的中间退火和在氧化气氛中的加热,这能够在洗涤时铝材料的表面层具有均匀溶解性。
根据前项59的发明提供,通过洗涤可以可靠地去除铝材料表面层,因为用于洗涤的清洗液是碱水溶液。
根据前项60的发明提供,通过洗涤可以可靠地去除铝材料表面层,因为用于洗涤的清洗液是酸水溶液。
根据前项61的发明提供,通过洗涤可以可靠地去除铝材料表面层,因为依次通过碱水溶液和酸水溶液进行洗涤。
根据前项62的发明提供,可以更有效地去除表面层,因为,碱水溶液中的碱是选自于氢氧化纳、氢氧化钙、氢氧化钾、原硅酸钠、偏硅酸钠、磷酸三钠以及碳酸钠中的一种或多种碱。
根据前项63的发明提供,可以更有效地去除表面层,因为,酸水溶液中的酸是选自于盐酸、硫酸、硝酸以及含磷酸中的一种或多种酸。
根据前项64的发明提供,通过均匀溶解铝材料可以确定地获得增大电容量的效果,因为当在氧化气氛中加热后通过洗涤获得的对铝材料表面层的平均去除量大于等于1nm且小于等于500nm每单面铝材料。
根据前项65的发明提供,当抑制铝材料表面层上的氧化层过厚时,能够进行充分氧化,然后在通过洗涤去除表面层时可以均匀溶解表面层,因为在氧化气氛中的加热温度是50℃到400℃。
根据前项66的发明提供,当抑制无用的能量损耗之后,能够在铝材料表面层进行充分氧化,然后在通过洗涤去除表面层时,铝材料的表面层能够均匀溶解,因为在氧化气氛中的加热时间大于等于3秒且小于等于72小时。
根据前项67的发明提供,铝材料表面层溶解性变得均匀,因为在氧化气氛中进行中间退火的温度大于等于200℃且小于等于300℃。
根据前项68的发明提供了对铝材料表面层的充分氧化,因为在施加拉伸应变之后,在氧化气氛中的加热气氛的氧气浓度大于等于0.1体积%。
根据前项69的发明提供了对铝材料表面层的充分氧化,因为在中间退火中,在氧化气氛中的加热气氛的氧气浓度大于等于0.1体积%。
根据前项70的发明提供,可以抑制铝材料表面层上的氧化层过厚,并且通过在氧化气氛中加热铝材料和洗涤可以有效去除表面层,因为在惰性气体气氛中进行最终退火。
根据前项71的发明提供,可以获得产生均匀蚀坑的铝材料表面层,因为以大于等于450℃且小于等于600℃的温度进行最终退火。根据前项72的发明提供,可以防止由于太多的杂质导致的蚀刻特性的恶化,因为铝材料的铝纯度大于等于99.99质量%。
根据前项73的发明提供具有优良蚀刻特性的用于电解电容器电极的铝材料。
根据前项74的发明提供了具有优良蚀刻特性的用于中高电压的阳极材料。
根据前项75的发明提供了通过蚀刻制造具有大电容量的用于电解电容器的电极材料的方法。
根据前项76的发明提供了制造用于合适电解电容器作为阳极材料的电极材料的方法,因为在蚀刻之后通过阳极处理形成介质。
根据前项77的发明提供了,通过直流电解蚀刻进行的至少部分蚀刻,能够产生大量深且厚的隧道结构蚀坑,并且通过在氧化气氛中加热和通过洗涤去除表面层有效地施加这种效果。
根据前项78的发明提供了具有大电容量的用于铝电解电容器的阳极材料。
根据前项79的发明提供了具有大电容量的铝电解电容器。
具体实施例方式
本发明人发现,在通过洗涤去除铝材料的表面层之前在氧化气氛中加热铝材料,能够在洗涤时均匀溶解铝材料的表面层,并且,当对在最终退火后随后获得的铝材料进行电解蚀刻时,能够产生均匀的蚀坑,因此显著地提高蚀刻特性。
本发明人还发现,在通过对铝材料依次进行冷轧,中间退火,精冷轧和最终退火而制造用于电解电容器的铝材料的方法中,当在氧化气氛中进行中间退火,并在中间退火后在最终退火前通过洗涤去除铝材料的表面层时,通过在氧化气氛中中间退火,由于铝材料的氧化,铝材料的表面层的溶解性变得均匀,因此在最终退火之后显著提高了铝材料的蚀刻特性。
本发明人还发现,当对铝材料在冷轧之后在氧化气氛中进行中间退火和在精冷轧在氧化气氛中加热后、通过洗涤溶解铝材料表面层以及进行最终退火时,由于通过在氧化气氛中的中间退火以及在精冷轧后在氧化气氛中的加热导致铝材料的氧化,所以铝材料的表面层的溶解性变得均匀,因此在最终退火之后显著提高了铝材料的蚀刻特性。
本发明人还发现,当铝材料表面层在通过中间退火和还在氧化气氛中加热而拉伸应变后、通过洗涤溶解以及最终退火时,由于在拉伸应变完成后在氧化气氛中通过加热导致的铝材料的氧化,所以铝材料的表面层的溶解性变得均匀,因此在最终退火之后显著提高了铝材料的蚀刻特性。
另外,发明人还发现,在制造用于电解电容器的铝材料中,其中,进行热轧和冷轧,随后进行中间退火,在中间退火之后最终退火开始之前进行拉伸应变,然后进行最终退火,其中,如果在氧化气氛中进行所述中间退火、且在中间退火之后在最终退火之前通过洗涤去除铝材料表面层,由于通过在氧化气氛中的中间退火导致的铝材料的氧化,铝材料的表面层的溶解性变得均匀,因此在最终退火之后显著提高了铝材料的蚀刻特性。另外,依次在氧化气氛中加热,通过洗涤去除铝材料表面层和在氧化气氛中进行中间退火后的最终退火以及施加拉伸应变,能够有效获得更好的蚀刻特性,因为除了在氧化气氛中中间退火外,在施加拉伸应变之后在氧化气氛中加热。
如上所述,施加拉伸应变是取代了精冷轧的步骤,所以在最终退火中能够获得铝的立方织构。然而,由于合适的拉伸应变与精冷轧相比,具有较低的处理速率(参考专利文献1和专利文献2),所以与在精冷轧之后通过洗涤去除铝材料表面层的情况相比较,它能够提供铝材料表面层更均匀的溶解性和更好的蚀刻特性提高。
下文中,将详细描述一种制造用于电解电容器的铝材料的方法。
铝材料的纯度不特定限定,只要其落入用于电解电容器的级别。然而,优选,所述纯度应该不少于99.9质量%,尤其优选不少于99.95质量%。在本发明中,铝材料的纯度应该是100%减去Fe、Si和Cu(质量%)的总浓度的值。
Pb在最终退火中分离到铝材料的表面层上,并且在形成蚀坑方面具有显著的效果。当通过直流电(DC)蚀刻方法形成隧道状蚀坑时,在一些蚀刻方法中,如果Pb太少,蚀坑的可分散性较差,而如果Pb太多,通过蚀刻导致铝材料的大量表面溶解。从而,铝材料可以按照需要包含中等量的Pb。建议例如进行调节使得铝材料含0.00002至0.0002质量%的Pb。
在该实施例中,虽然不是限定的,依次通过以下步骤制造铝材料调节可溶部件/板浇铸、热轧、冷轧、中间退火、含精冷轧的冷轧(低压下量的轧制)、以及最终退火。在最终退火之前,当在氧化气氛中加热后,通过洗涤除去铝材料的表面层。优选在冷轧后在氧化气氛中进行加热,并且通过洗涤除去铝材料的表面层。另外,为了增加最终退火后的立方取向率,应该按照需要进行中间退火。
在氧化气氛中加热和通过洗涤除去铝材料的表面层可以分别进行一次,或者加热和通过洗涤去除可以交替进行几次。
通过气氛加热而不是通过与加热体接触进行在氧化气氛中的加热。在气氛加热中,由于铝材料不与加热体接触,与通过与加热体接触加热不同,加热不会留下皱纹或痕迹。因此本发明采用气氛加热。
作为在氧化气氛中加热的方法,可以举例通风加热、辐射加热等。另外,对将要加热的铝材料的形式不作特别限定。可以对成卷的铝材料成批加热,或者可以在将铝材料反绕并连续加热后绕成卷。
优选,在氧化气氛中加热铝材料的温度为50至400℃。当加热温度低于50℃时,对铝材料的表面层的氧化可能不足,并且当去除铝材料的表面层时,铝材料可能不能均匀地溶解。当加热温度超过400℃时,铝材料的表面层地氧化膜将变厚,这破坏了铝材料的溶解性,使得难于均匀地溶解铝材料。尤其优选加热温度为70至350℃,更优选为70至240℃。
优选,加热时间大于等于3秒小于等于72小时。如果加热时间少于3秒,对铝材料的表面层的氧化可能不足,并且当去除铝材料的表面层时,铝材料可能不能均匀地溶解。当加热时间超过72小时时,在去除铝材料的表面层期间的溶解均匀性变得几乎一致,但是由于在加热中的能耗将使得成本更高。尤其优选加热时间为大于等于10秒且小于等于48小时,更优选大于等于70秒且小于等于48小时。
对于在氧化气氛中的加热温度和时间,应该根据加热方法选择适当的条件。例如,当在将铝材料绕成卷的条件下加热时,优选在50至240℃加热30分钟至72小时,更优选在70至240℃加热1至48小时。另外,当对从铝材料卷解开的铝材料或切成片状的铝材料加热时,加热时间t(小时)优选10/(1.44×x1.5)≤t≤72,其中x是加热温度(℃)。其更优选为10/(1.44×x1.5)≤t≤48。
优选,当在氧化气氛中加热铝材料时,氧化气氛中的氧浓度为大于等于0.1体积%。如果氧浓度小于0.1体积%,则铝材料的表面在加热时不能充分地氧化。优选,氧浓度大于等于1体积%。尤其优选其大于等于5体积%,并且优选使用空气作为氧化气氛。
尽管对于用于通过洗涤除去铝材料的表面层的洗涤液体不作特别限定,但是可以使用碱溶液或酸溶液。既可以通过碱溶液也可以通过酸溶液来去除表面层,或者可以在利用碱溶液去除后再利用酸溶液洗涤来去除表面层。
作为碱,例如可以是氢氧化纳、氢氧化钙、氢氧化钾、原硅酸钠、偏硅酸钠、磷酸三钠以及碳酸钠,且可以使用一种或多种选自于上述碱的碱通过溶解到水中作为洗涤液。
作为酸,应使用选自于盐酸、硫酸、硝酸以及包括磷元素的酸中的一种或多种。作为包括磷元素的酸,例如可以是正磷酸(下文称为磷酸)、焦磷酸、偏磷酸以及多磷酸。另外,作为用于除去铝材料的表面层的酸,可以使用高氯酸和次氯酸。
通过保持碱或酸的适当浓度水平、碱或酸溶液的温度、以及铝材料与碱或酸水溶液接触的时间,可以调节对铝材料表面层的除去量。另外,为了增强对铝材料的表面层的清洁效果,可以在洗涤液中添加表面活性剂或螯合剂。
通过洗涤除去的铝材料的表面层的量是平均值,并优选不小于1nm且小于等于500nm每面铝材料。如果对表面层的除去量小于1nm,则对铝材料的表面层上的氧化膜的去除可能不充分。如果除去大于等于500nm的表面层,则在铝材料的表面层上的蚀坑成核将被抑制,从而甚至降低蚀刻特征并减少电容量。优选,通过洗涤除去的表面层的量大于等于1.5nm且小于等于200nm,更优选大于等于5nm且小于等于200nm,尤其优选大于等于10nm且小于等于150nm。
尽管铝材料的表面层上的氧化膜的密度与作为金属的铝不同,但是对铝材料的表面层的除去量D(nm),其在该申请中利用E(g/cm2)限定为D(nm)=E×107/2.7,通过洗涤而每单元表面积的质量减少,其中铝的密度为2.7g/cm3。尽管没有具体限定将洗涤液用于铝材料的方法,但是浸泡、将铝材料接触洗涤液的表面、喷洒等都是可以的。
除了在本发明中限定的那些之外的任何工艺或工艺条件不应该是具体限定的,且随后可以进行相同的过程。另外,可以根据与铝材料的蚀刻条件的关系适当改变制造铝材料的方法。
另外,在冷轧后和通过洗涤除去铝材料的表面层之前还可以进行去油脂。尽管没有特别限定去油脂的方法,但是可以通过使铝材料与这样的溶液接触来进行去油脂,所述溶液通过将表面活性剂添加到水或有机溶剂中制成。尽管没有特别限定使铝材料与通过将表面活性剂添加到水或有机溶剂中制备的溶液接触的方法,但是浸泡、使铝材料接触洗涤液的表面、喷洒等都是可以的。
除非另外限定,有机溶剂可以是例如醇、二醇、例如甲苯和二甲苯等的芳香烃、烃的烷烃系列、环己烷、酮、醚、酯、石化产品等。
上述醇的实例包括甲醇(CH3OH)、乙醇(C2H5OH)、1-丙醇(CH3CH2CH2OH)、2-丙醇(CH3CH2CH2(OH)CH3)、1-丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)、2-丁醇(CH3CH2CH2(OH)CH3)、1-戊醇(CH3CH2CH2CH2CH2OH)、2-戊醇(CH3CH2CH2CH2(OH)CH3)等,以及可以由CnH2n+1(n为1到10中的一个自然数)表达的那些是优选的。另外,还可以使用例如环己醇的脂环烃。
上述二醇的实例例如为1,2-乙二醇(HOCH2CH2OH)、1,2-丙二醇(CH3CH(OH)CH2OH)、1,3-丙二醇(HOCH2CH2CH2OH)等。
上述烃的烷烃系列的实例包括戊烷(C5H12)、己烷(C6H14)、庚烷(C7H16)、辛烷(C8H18)、壬烷(C9H20)、癸烷(C10H22)等,并且由CnH2n+2(n是5至15中的一个自然数)表示的烃是优选的。另外,可以使用例如环己烷的脂环烃。
上述酮的实例例如为丙酮(CH3COCH3)、2-丁酮(CH3COC2H5)、3-戊酮(CH3CH2COCH2CH3)、3-甲基-2-丁酮(CH3COCH(CH3)2)等,优选可以由R1COR2(R1和R2为脂肪族烃基,且R1和R2的总碳原子数小于等于8)表达的那些。另外可以使用例如环己酮(C6H10O)等的环酮。
上述醚的实例包括用R1-O-R2表示的任意物质(R1和R2为脂肪族烃基,且R1和R2的总碳原子数小于等于8),以及二醇醚,例如2-甲氧基乙醇(CH3OCH2CH2OH)、2-乙氧基乙醇(CH3CH2OCH2CH2OH)、2-丁氧基乙醇(CH3CH2CH2CH2OCH2CH2OH)、2-(2-乙氧基)-乙氧基乙醇(CH3CH2OCH2CH2OCH2CH2OH)等等。
作为上述酯的实例,用CH3COOR(R为脂肪族烃基,且碳原子数在1到5之间)表示的乙酸酯可作为实例。
上述石化产品的实例包括工业汽油(JIS K 2201)、电动机汽油(JISK 2202)、航空汽油(JIS K 2206)、灯油(JIS K 2203)、轻油(JIS K 2204)、石油醚(JIS K 8593)、石油汽油(JIS K 8594)、轻石油(JIS K 8937)、煤油等等。
除了另外限定,作为包含于用于去油脂的溶液中的表面活性剂,可以使用阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂,所述溶液通过将表面活性剂添加到水中而制备。
作为阴离子表面活性剂,可以使用硫酸酯盐和磺酸盐。
作为上述的硫酸酯盐,可以使用R-OSO3Na(R=具有8到18个碳原子数的饱和烃基或者具有一个双键的不饱和烃基),特别是,例如可以是十二烷基硫酸钠(C12H25OSO3Na)、十六烷基硫酸钠(C16H33OSO3Na)、硬脂基硫酸钠(C18H37OSO3Na)、油基硫酸钠(C12H35OSO3Na)等。
作为上述磺酸盐,可以使用那些由R-SO3Na(R=具有8到18个碳原子数的饱和烃基或者具有一个双键的不饱和烃基)或者R-SO3Na(R是具有8到14个碳原子数的烃基的饱和烃基,或者是具有一个双键的不饱和烃基)表示的盐,例如十二烷基苯磺酸钠(C12H25-CyH4-SO3Na)等。
作为阳离子表面活性剂,可以使用由R-N(CH3)3·Cl(R是具有8到16个碳原子数的不饱和烃基)表示的季铵盐。
作为非离子表面活性剂,可以使用由R-O-(-CH2CH2O)nH(R=具有8到16个碳原子数的饱和烃基或者具有一个双键的不饱和烃基,n=6到14)或者R-O-(-CH2CH2O)nH(R是具有8到12个碳原子数的烷基的饱和烃基,或者是具有一个双键的不饱和烃基的烷基苯基,n=6到14)表示的聚乙二醇类型的非离子表面活性剂作为实例。另外,任何n超过了上述限制的表面活性剂可以包含在非离子表面活性剂中,其摩尔比为50%或者更小。
至少上述表面活性剂中的一种可以加到水中用作清洁液体。任何一种表面活性剂的碳原子数在上面范围以下的表面活性剂都可以使用,其摩尔比为50%或者更小。因为在水中混合阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂的产生沉淀,所以优选避免混合。
除非另外限定,优选,添加的表面活性剂的浓度超过上述临界的离子浓度,以实现去油脂的效果。
除非另外限定,对于在对铝材料的最终退火中的处理气氛,为了避免增加氧化物涂层的厚度,优选在具有较少水和氧气的气氛中加热。具体是,优选在例如氩、氮等惰性气体或者小于等于0.1Pa的真空中加热。另外,优选使用氢气作为最终退火中的气氛。
优选,在最终退火后铝材料的立方取向的面积率大于等于90%。
虽然没有特别限定最终退火方法,但是可以成批对绕成卷的铝材料退火,或者可以在将铝材料反绕并连续加热后绕成卷。可以将至少成批退火或者连续退火中的一种进行一次或者多次。
虽然退火温度和退后时间没有特别限定,如果对成卷材料进行成批退火,优选在450℃到600℃之间退火,持续时间10分钟到50小时。这是因为,如果温度低于450℃,时间低于10分钟,将不太可能获得蚀坑均匀分布的表面。相反,如果退火发生在600℃以上,在对成卷材料成批退火的情况下铝材料容易粘在一起。另外,即使退火超过50小时,通过蚀刻产生的表面扩展效应变得饱和,甚至导致更多的热能消耗。优选,退火温度在450℃到590℃之间,特别是,更优选在460℃到580℃之间。优选,退火时间是20分钟到40小时之间。
另外,对温度的升高速率和方式没有特别限定。温度以特定速率升高是可行的,或者通过温度升高和温度保持的重复循环达到温度的逐步升高/冷却也是可行的。在退火中,在450℃到600℃之间的温度范围中进行总时间为10分钟到50小时的退火也是可行的。
在该实施例中,虽然不是限定的,依次通过以下步骤制造铝材料调节可溶部件/板浇铸、热轧、冷轧、在氧化气氛中的中间退火、含精冷轧的冷轧(低压下量的轧制)、以及最终退火,并且在氧化气氛中的中间退火之后,最终退火之前,通过洗涤去除铝材料表面层。
在氧化气氛中的中间退火通过气氛加热,而不是通过加热体的接触来操作。在气氛加热中,由于铝材料不与加热体接触,与通过与加热体接触的加热不同,加热不会留下皱纹或者痕迹。因此,本发明采用了气氛加热的中间退火。
作为在氧化气氛中在中间退火期间加热的方法,可以举例通风加热、辐射加热等。另外,虽然对温度升高的速度和方式没有特别限定,但是仍然应该在最终退火之后,增加立方取向面积率的条件下进行。另外,对将要加热的铝材料的形式不作特别限定。可以对成卷的铝材料成批加热,或者可以在将铝材料反绕并连续加热后绕成卷。
优选,在中间退火中的氧化气氛的氧气浓度大于等于0.1体积%。如果氧气浓度小于0.1体积%,当铝材料被加热时,其表面可能不会充分氧化。优选,氧气浓度大于等于1体积%,更优选,应大于或等于5体积%,特别是,优选空气作为氧化气氛。如果使用空气作为氧化气氛,则不需要控制氧气浓度,从而能够降低中间退火的成本。
优选,氧化气氛中的中间退火温度应大于或等于200℃并且小于等于320℃。在这个温度范围内的中间退火能够氧化铝材料,从而获得其表面层的均匀溶解度。如果中间退火温度小于200℃,将不能获得足够的织构,其允许在最终退火中具有立方取向的再结晶颗粒优先产生。如果超过320℃,将生长再结晶颗粒,其在最终退火中阻碍立方取向颗粒优先生长。应该选择允许根据铝材料的组成获得有利的立方取向面积率的中间退火的温度和持续时间、以及允许在最终退火后获取高的立方取向面积率的条件。
精冷轧是与中间退火结合进行以控制立方取向的过程,对于其可以使用公知的方法。
优选,在精冷轧中的压下量应大于或等于10%并且小于等于25%。如果压下量小于10%,通过轧制产生的用于优先生长具有立方取向的晶粒的应变将不够,如果压下量大于25%,在最终退火中,由于通过轧制引起的应变,非立方取向的颗粒生长,这将阻碍具有立方取向的晶粒生长。
在中间退火之后和最终退火之前,进行对铝材料表面层的去除。
虽然对洗涤液体并没有特别限定,可以使用碱溶液或者酸溶液。既可以通过碱溶液也可以通过酸溶液来去除表面层,或者可以在利用碱溶液去除后再利用酸溶液洗涤来去除表面层。
作为碱,例如可以是氢氧化纳、氢氧化钙、氢氧化钾、原硅酸钠、偏硅酸钠、磷酸三钠以及碳酸钠,且可以使用一种或多种选自于上述碱的碱通过溶解到水中作为洗涤液。
作为酸,应使用选自于盐酸、硫酸、硝酸以及包括磷元素的酸中的一种或多种。作为包括磷元素的酸,例如可以是正磷酸(下文称为磷酸)、焦磷酸、偏磷酸以及多磷酸。另外,作为用于除去铝材料的表面层的酸,可以使用高氯酸和次氯酸。
通过保持碱或酸的适当浓度水平、碱或酸溶液的温度、以及铝材料与碱或酸水溶液接触的时间,可以调节对铝材料表面层的除去量。
另外,为了增强对铝材料的表面层的清洁效果,可以在洗涤液中添加表面活性剂或螯合剂。
通过洗涤除去的铝材料的表面层的量是平均值,并优选不小于1nm且小于等于500nm每面铝材料。如果对表面层的除去量小于1nm,则对铝材料的表面层上的氧化膜的去除可能不充分。如果除去大于等于500nm的表面层,则在铝材料的表面层上的蚀坑成核将被抑制,从而甚至降低蚀刻特征并减少电容量。当在冷轧结束后进行洗涤,优选,通过洗涤除去的表面层的量大于等于1.5nm且小于等于200nm。
尽管铝材料的表面层上的氧化膜的密度与作为金属的铝不同,但是对铝材料的表面层的除去量D(nm),其在该申请中利用E(g/cm2)限定为D(nm)=E×107/2.7,通过洗涤而每单元表面积质量减少,其中铝的密度为2.7g/cm3。
通过将铝材料与洗涤液体接触的方式进行洗涤。尽管没有具体限定将洗涤液用于铝材料的方法,但是浸泡、将铝材料接触洗涤液的表面、喷洒等都是可以的。
可以在精冷轧之后和最终退火之前、或者在中间退火之后和精冷轧之前通过洗涤去除铝材料表面层。
另外,在热轧之后和中间退火之前,铝材料表面层可以通过使用上述的洗涤液体除去。虽然在热轧之后和中间退火之前的洗涤过程中使用的洗涤液可以根据需要使用,且不应特别限定,但是可以使用与在中间退火之后的洗涤中相同的洗涤液。
在最终退火之前,在冷轧之后在中间退火前可以进行去油脂。可以使用与在第一实施例的制造过程中所述方法相同的去油脂方法,对其的描述在此省略。
在对铝材料的最终退火中的处理气氛、在最终退火之后的铝材料立方取向面积率、最终退火的方法以及在退火中的温度、时间、温度升高速率/方式都与第一实施例的制造方法中描述的相同。
在该实施例中,虽然不是限定的,依次通过以下步骤制造铝材料调节可溶部件/板浇铸、热轧、冷轧、在氧化气氛中的中间退火、含精冷轧的冷轧(厚度减少较少的轧制)、在氧化气氛中加热、通过洗涤去除铝材料表面层以及最终退火。
在精冷轧之后和在最终退火之前的在氧化气氛中的加热、以及随后的通过洗涤去除铝材料的表面层可以分别进行一次,或者在氧化气氛中的加热、以及随后通过洗涤去除铝材料的表面层可以交替进行几次。
通过气氛加热而不是通过与加热体接触进行在氧化气氛中的加热。在气氛加热中,由于铝材料不与加热体接触,与通过与加热体接触加热不同,加热不会留下皱纹或者痕迹。因此,本发明采用了气氛加热的中间退火。
作为在氧化气氛中在中间退火期间加热的方法,可以举例通风加热、辐射加热等。另外,虽然对温度升高的速度和方式没有特别限定,但是仍然应该在在最终退火之后增加立方取向面积率的条件下进行。另外,对将要加热的铝材料的形式不作特别限定。可以对成卷的铝材料成批加热,或者可以在将铝材料反绕并连续加热后绕成卷。
优选,氧化气氛中的中间退火温度应大于或等于200℃并且小于等于320℃。如果中间退火的温度小于200℃,将不能获得足够的织构,其允许在最终退火中具有立方取向的再结晶颗粒优先产生。如果超过320℃,将生长再结晶颗粒,其在最终退火中阻碍立方取向颗粒优先生长。应该选择允许根据铝材料的组成获得有利的立方取向面积率的中间退火的温度和持续时间、以及允许在最终退火后获取高的立方取向面积率的条件。
在所述温度范围内的中间退火能够氧化铝材料,从而获得其表面层的均匀溶解性。
精冷轧是与中间退火结合进行以控制立方取向的过程,对于其可以使用公知的方法。
优选,在精冷轧中的压下量应大于或等于10%并且小于等于25%。如果压下量小于10%,通过轧制产生的用于优先生长具有立方取向的晶粒的应变将不够,如果压下量大于25%,在最终退火中,由于通过轧制引起的应变,非立方取向的颗粒生长,这将阻碍具有立方取向的晶粒生长。
在精冷轧之后的在氧化气氛中的中间退火通过气氛加热而不是与加热体接触来进行。在气氛加热中,由于铝材料不与加热体接触,与通过与加热体接触的加热不同,加热不会留下皱纹或者痕迹。因此,本发明采用了气氛加热。
作为在精冷轧之后在氧化气氛中加热的方法,可以举例通风加热、辐射加热等。在冷轧之后对铝材料的加热可以用于在氧化气氛中的加热。对在氧化气氛中加热铝材料的温度的升高速率和方式没有特别限定,温度以特定速率升高是可行的,或者通过升高温度和保持温度的重复循环达到温度的逐步升高/冷却也是可行的。
另外,对将要加热的铝材料的形式不作特别限定。可以对成卷的铝材料成批加热,或者可以在将铝材料反绕并连续加热后绕成卷。
优选,在精冷轧之后在氧化气氛中加热铝材料的温度为50至400℃。
如果加热温度低于50℃时,对铝材料的表面层的氧化可能不足,并且当去除铝材料的表面层时,铝材料可能不能均匀地溶解。当加热温度超过400℃时,铝材料的表面层的氧化膜将变厚,这破坏了铝材料的溶解性,使得难于均匀地溶解铝材料。优选加热温度为70至350℃,更优选为70至240℃。
优选,在精冷轧之后在氧化气氛中的加热时间应大于等于3秒小于等于72小时。
如果加热时间少于3秒,则对铝材料的表面层的氧化可能不足,并且当去除铝材料的表面层时,铝材料可能不能均匀地溶解。当加热时间超过72小时时,在去除铝材料的表面层期间的溶解均匀性变得几乎一致,但是由于在加热中的能耗将使得成本更高。优选加热时间为大于等于10秒且小于等于48小时,更优选为大于等于70秒且小于等于48小时。
优选,在精冷轧之后,在氧化气氛中进行中间退火期间、以及在氧化气氛中加热铝材料期间的氧化气氛中的氧气浓度为大于等于0.1体积%。如果氧浓度小于0.1体积%,则铝材料的表面在加热时不能充分地氧化。优选,氧浓度大于等于1体积%。尤其优选其大于等于5体积%,并且优选使用空气作为氧化气氛。
尽管对于用于通过洗涤除去铝材料的表面层的洗涤液体不作特别限定,但是可以使用碱溶液或酸溶液。既可以通过碱溶液也可以通过酸溶液来去除表面层,或者可以在利用碱溶液去除后再利用酸溶液洗涤来去除表面层。
作为碱,例如可以是氢氧化纳、氢氧化钙、氢氧化钾、原硅酸钠、偏硅酸钠、磷酸三钠以及碳酸钠,且可以使用一种或多种选自于上述碱的碱通过溶解到水中作为洗涤液。
作为酸,应使用选自于盐酸、硫酸、硝酸以及包括磷元素的酸中的一种或多种。作为包括磷元素的酸,例如可以是正磷酸(下文称为磷酸)、焦磷酸、偏磷酸以及多磷酸。另外,作为用于除去铝材料的表面层的酸,可以使用高氯酸和次氯酸。
通过保持碱或酸的适当浓度水平、碱或酸溶液的温度、以及铝材料与碱或酸水溶液接触的时间,可以调节对铝材料表面层的除去量。另外,为了增强对铝材料的表面层的清洁效果,可以在洗涤液中添加表面活性剂或螯合剂。
优选,在精冷轧之后,当在氧化气氛中加热后,通过洗涤除去的铝表面的量是平均值,并优选不小于1nm且小于等于500nm每面铝材料。如果对表面层的除去量小于1nm,则对铝材料的表面层上的氧化膜的去除可能不充分。如果除去大于等于500nm的表面层,则在铝材料的表面层上的蚀坑成核将被抑制,从而甚至降低蚀刻特征并减少电容量。优选,除去的表面层的量大于等于1.5nm且小于等于200nm。
尽管铝材料的表面层上的氧化膜的密度与作为金属的铝不同,但是对铝材料的表面层的除去量D(nm),其在该申请中利用E(g/cm2)限定为D(nm)=E×107/2.7,通过洗涤而每单元表面积的质量减少,其中铝的密度为2.7g/cm3。
尽管没有具体限定将洗涤液用于铝材料的方法,但是浸泡、将铝材料接触洗涤液的表面、喷洒等都是可以的。
除了在精冷轧后的在氧化气氛中加热之后进行洗涤以外,还可以在中间退火之后和精冷轧之前的工艺中通过洗涤去除铝材料的表面层。洗涤的条件可以实施为在所述在氧化气氛中加热之后洗涤的条件范围。
另外,在热轧之后和中间退火之前,铝材料表面层可以通过使用上述洗涤液体除去。虽然可以根据希望用途选择在热轧之后和中间退火之前的工艺中使用的洗涤液,且不应该特别限定,但是所述洗涤液可以与在所述在氧化气氛中加热之后使用的洗涤液相同。
在最后进行的通过洗涤去除铝材料的表面层之前,在最后冷轧之后在中间退火之前,可以进行去油脂。可以使用与在第一实施例中所述制造过程中的去油脂方法相同的去油脂方法,其描述在此省略。
在对铝材料进行最终退火期间的处理气氛、在最终退火之后的铝材料立方取向面积率、最终退火的方法、以及在退火期间的温度,时间,温度升高速率/方式都与第一实施例中制造方法中的描述相同。
在该实施例中,虽然不是限定的,依次通过以下步骤制造铝材料调节可溶部件/板浇铸、热轧、冷轧、中间退火、施加拉伸应变、在氧化气氛中加热、通过洗涤除去铝材料表面层、以及最终退火。
在施加拉伸应变之后和在最终退火之前的在氧化气氛中的加热、以及随后的通过洗涤去除铝材料的表面层可以分别进行一次,或者在氧化气氛中的加热、以及随后通过洗涤去除铝材料的表面层可以交替进行几次。
施加拉伸应变是与中间退火相结合来控制立方取向的处理。与精冷轧不同,由于施加拉伸应变免除了大量润滑剂粘附在铝材料表面的问题,所以通过随后在氧化气氛中的加热,铝材料表面容易氧化。施加拉伸应变具有这样的特点,在最终退火期间,虽然其比硬冷轧具有更厚的箔片,但是不容易发生使铝晶粒粗糙。虽然对施加拉伸应变的方法没有特别限定,但可以使用在WO 2004/003248 A1中所述方法。
优选,在中间退火之后施加的拉伸应变应大于等于1%并且小于等于15%。当拉伸应变小于1%时,通过加工形成的用于优先生长具有立方取向的晶粒的应变将不够。当超过15%时,铝材料在拉伸时可能折断。为了施加拉伸应变,可以施加单轴拉伸或双轴拉伸,在所述单轴拉伸中,仅将施加拉伸应变到相对于铝材料的一个方向例如纵向,在所述双轴拉伸中,将施加拉伸应变到两个方向,例如长度方向和宽度方向。
在施加拉伸应变之后,在氧化气氛中的加热通过气氛加热而不是与加热体接触来进行。在气氛加热中,由于铝材料不与加热体接触,与通过与加热体接触的加热不同,加热不会留下皱纹或者痕迹。因此,本发明采用了气氛加热。
作为在氧化气氛中加热的方法,可以举例通风加热、辐射加热等。另外,对将要加热的铝材料的形状不作特别限定。可以对成卷的铝材料成批加热,或者可以在将铝材料反绕并连续加热后绕成卷。
优选,在施加拉伸应变后的工艺中,在氧化气氛中加热铝材料的温度为50至400℃。
当加热温度低于50℃时,对铝材料的表面层的氧化可能不足,并且当去除铝材料的表面层时,铝材料可能不能均匀地溶解。当加热温度超过400℃时,铝材料的表面层的氧化膜将变厚,这破坏了铝材料的溶解性,使得难于均匀地溶解铝材料。尤其优选加热温度为70至350℃,更优选为70至240℃。
优选,在施加拉伸应变后的工艺中,在氧化气氛中的加热时间大于等于3秒小于等于72小时。如果加热时间少于3秒,对铝材料的表面层的氧化可能不足,并且当去除铝材料的表面层时,铝材料可能不能均匀地溶解。当加热时间超过72小时时,在去除铝材料的表面层期间的溶解均匀性变得几乎一致,但是由于在加热中的能耗将使得成本更高。尤其优选加热时间为大于等于10秒且小于等于48小时,更优选大于等于70秒且小于等于48小时。
优选,在施加拉伸应变后的工艺中,当在氧化气氛中加热铝材料时,氧化气氛中的氧浓度为大于等于0.1体积%。如果氧浓度小于0.1体积%,则铝材料的表面在加热时不能充分地氧化。优选,氧浓度大于等于1体积%。尤其优选其大于等于5体积%,并且优选使用空气作为氧化气氛。
尽管对于用于通过洗涤除去铝材料的表面层的洗涤液体不作特别限定,但是可以使用碱溶液或酸溶液。既可以通过碱溶液也可以通过酸溶液来除去表面层,或者可以在利用碱溶液去除后再利用酸溶液洗涤来去除表面层。
作为碱,例如可以是氢氧化纳、氢氧化钙、氢氧化钾、原硅酸钠、偏硅酸钠、磷酸三钠以及碳酸钠,且可以使用一种或多种选自于上述碱的碱通过溶解到水中作为洗涤液。
作为酸,应使用选自于盐酸、硫酸、硝酸以及包括磷元素的酸中的一种或多种。作为包括磷元素的酸,例如可以是正磷酸(下文称为磷酸)、焦磷酸、偏磷酸以及多磷酸。另外,作为用于除去铝材料的表面层的酸,可以使用高氯酸和次氯酸。
通过保持碱或酸的适当浓度水平、碱或酸溶液的温度、以及铝材料与碱或酸水溶液接触的时间,可以调节对铝材料表面层的除去量。
另外,为了增强对铝材料的表面层的清洁效果,可以在洗涤液中添加表面活性剂或螯合剂。
在氧化气氛中加热之后,通过洗涤除去的铝材料的表面层的量是平均值,且优选小于等于1nm并小于等于500nm每面铝材料。如果对表面层的除去量小于1nm,则对铝材料的表面层上的氧化膜的去除可能不充分。如果除去大于等于500nm的表面层,在铝材料的表面层上的蚀坑成核将被抑制,从而甚至降低蚀刻特征并减少电容量。优选,除去的表面层的量大于等于1.5nm且小于等于200nm。
尽管铝材料的表面层上的氧化膜的密度与作为金属的铝不同,但是对铝材料的表面层的除去量D(nm),其在该申请中利用E(g/cm2)限定为D(nm)=E×107/2.7,通过洗涤而每单元表面积的质量减少,其中铝的密度为2.7g/cm3。
尽管没有具体限定将洗涤液用于铝材料的方法,但是浸泡、将铝材料接触洗涤液的表面、喷洒等都是可以的。
通过洗涤去除铝材料的表面层可以在中间退火之后且在氧化气氛中加热操作之前进行,所述在氧化气氛中加热在最终冷轧或者施加拉伸应变之后进行。洗涤的条件可以实施为在所述在氧化气氛中加热之后洗涤的条件范围。
另外,可以通过在热轧之后和中间退火之前进行洗涤,来去除铝材料表面层。虽然可以根据希望用途选择在热轧之后和中间退火之前的工艺中使用的洗涤液,且不应该特别限定,但是所述洗涤液可以与在所述在氧化气氛中加热之后使用的洗涤液相同。
在铝材料最终退火中的处理气氛、在最终退火之后的铝材料立方取向面积率、最终退火的方法、以及在退火中的温度、时间、温度升高速率/方式都与第一实施例中制造方法中的描述相同。
在该实施例中,虽然不是限定的,依次通过以下步骤制造铝材料调节铝材料可溶部件/板浇铸、热轧、冷轧、在氧化气氛中的中间退火、施加拉伸应变和最终退火。在最终退火之前,中间退火之后,通过洗涤除去铝材料表面层。通过洗涤去除铝材料的表面层可以进行至少一次。例如,可以在施加拉伸应变之前和在氧化气氛中的中间退火之后洗涤铝材料,然后,可以在最终退火之前和施加拉伸应变之后洗涤铝材料。
除上述制造过程以外,尤其优选,在最终退火之前和施加拉伸应变之后,在氧化气氛中加热铝材料。当在最终退火之前和施加拉伸应变之后在氧化气氛中加热铝材料时,在最终退火之前和在氧化气氛中加热之后,通过洗涤去除铝材料的表面层。去除铝材料表面层可以分别在在氧化气氛中加热之前和在氧化气氛中中间退火之后、以及在最终退火之前和在氧化气氛中加热之后进行。
在施加拉伸应变之后和在最终退火之前的在氧化气氛中的加热、以及随后的通过洗涤去除铝材料的表面层可以分别进行一次。或者在氧化气氛中的加热、以及随后通过洗涤去除铝材料的表面层可以交替进行几次。
通过气氛加热而不是通过与加热体接触进行在氧化气氛中的中间退火。在气氛加热中,由于铝材料不与加热体接触,与通过与加热体接触的加热不同,加热不会留下皱纹或者痕迹。因此,在本发明中,通过气氛加热进行中间退火。
作为在氧化气氛中中间退火加热的方法,可以举例通风加热、辐射加热等。另外,虽然对在氧化气氛中加热铝材料时温度升高的速度和方式没有特别限定,但是仍然应该在最终退火之后能够增加立方取向面积率。另外,对将要加热的铝材料的形状不作特别限定。可以对成卷的铝材料成批加热,或者可以在将铝材料反绕并连续退火后绕成卷。
优选,在中间退火中的氧化气氛的氧气浓度大于等于0.1体积%。如果氧气浓度小于0.1体积%,当铝材料被加热时,其表面可能不会充分氧化。
优选,氧气浓度大于等于1体积%,更优选,应大于或等于5体积%,尤其优选空气作为氧化气氛。如果使用空气作为氧化气氛,则不需要控制氧气浓度,从而能够降低中间退火工艺的成本。
优选,氧化气氛中的中间退火温度大于或等于200℃并且小于等于320℃。在该温度范围内的中间退火能够氧化铝材料,从而获得表面层的均匀溶解度。如果中间退火的温度小于200℃,将不能获得足够的织构,其在最终退火期间允许具有立方取向的再结晶颗粒优先生长。如果超过300℃,将生长在最终退火期间阻碍立方取向颗粒优先生长的再结晶颗粒。应该选择允许根据铝材料的组成获得有利的立方取向面积率的中间退火的温度和持续时间、以及允许在最终退火后获取高的立方取向面积率的条件。
施加拉伸应变是与中间退火相结合来控制立方取向的处理。由于施加拉伸应变免除了在精冷轧期间大量润滑剂粘附在铝材料表面的问题,所以通过随后在氧化气氛中的加热铝材料,铝材料表面容易氧化。施加拉伸应变具有这样的特点,在最终退火期间,虽然其比硬冷轧具有更厚的箔片,但是与精冷轧相比不容易发生使铝晶粒粗糙。虽然对施加拉伸应变的方法没有特别限定,但可以使用在文献2中所述方法。
优选,拉伸应变大于等于1%且小于等于15%。当拉伸应变小于1%时,通过加工允许优先生长具有立方取向的晶粒的应力将不够。当拉伸应变超过15%时,铝材料在拉伸时可能折断。可以通过施加单轴拉伸或双轴拉伸来施加拉伸应变,在所述单轴拉伸中,仅将施加拉伸应变到相对于铝材料的一个方向例如长度方向,在所述双轴拉伸中,将施加拉伸应变到两个方向,例如长度方向和宽度方向。可以弯曲和变形铝材料以形成拉伸应变。
在施加拉伸应变之后,在氧化气氛中的加热通过气氛加热而不是与加热体接触来进行。在气氛加热中,由于铝材料不与加热体接触,与通过与加热体接触的加热不同,加热不会留下皱纹或者痕迹。因此,本发明采用了气氛加热。
作为在施加拉伸应变之后在氧化气氛中加热的方法,可以举例通风加热、辐射加热等。另外,对将要加热的铝材料的形状不作特别限定。可以对成卷的铝材料成批加热,或者可以在将铝材料反绕并连续加热后绕成卷。
优选,在施加拉伸应变后,在氧化气氛中加热铝材料的温度为50至400℃。
当加热温度低于50℃时,对铝材料的表面层的氧化可能不足,并且当去除铝材料的表面层时,铝材料可能不能均匀地溶解。当加热温度超过400℃时,铝材料的表面层地氧化膜将变厚,这破坏了铝材料的溶解性,使得难于均匀地溶解铝材料。尤其优选加热温度为70至350℃,更优选为70至240℃。
优选,在施加拉伸应变后,在氧化气氛中的加热时间大于等于3秒且小于等于72小时。如果加热时间少于3秒,则对铝材料的表面层的氧化可能不足,并且当去除铝材料的表面层时,铝材料可能不能均匀地溶解。当加热时间超过72小时时,在去除铝材料的表面层期间的溶解均匀性变得几乎一致,但是由于在加热中的能耗将使得成本更高。尤其优选加热时间为大于等于10秒且小于等于48小时,更优选大于等于70秒且小于等于48小时。
对于在氧化气氛中加热的温度和时间,应根据加热方法选择合适的条件。例如,当将铝材料绕成卷加热时,优选其在50到240℃之间加热30分钟到72小时,更优选,在70到240℃之间加热1到48小时。另外,当加热从铝材料卷展开的铝材料或切成片的铝材料时,加热温度t(小时)优选为10/(1.44×x1.5)≤t≤72,当x是加热温度(℃)时,更优选为10/(1.44×x1.5)≤t≤48。
优选,在施加拉伸应变后,当在氧化气氛中加热铝材料时,氧化气氛中的氧浓度大于等于0.1体积%。如果氧浓度小于0.1体积%,则铝材料的表面在加热时不能充分地氧化。优选,氧浓度大于等于1体积%。尤其优选其大于等于5体积%,并且优选使用空气作为氧化气氛。
尽管对于在施加拉伸应变之前和在氧化气氛中中间退火之后,用于通过洗涤除去铝材料的表面层的洗涤液体不作特别限定,但是可以使用碱溶液或酸溶液。既可以通过碱溶液也可以通过酸溶液来除去表面层,或者可以在利用碱溶液去除后再利用酸溶液洗涤。
作为碱,例如可以是氢氧化纳、氢氧化钙、氢氧化钾、原硅酸钠、偏硅酸钠、磷酸三钠以及碳酸钠,且可以使用一种或多种选自于上述碱的碱通过溶解到水中作为洗涤液。
作为酸,应使用选自于盐酸、硫酸、硝酸以及包括磷元素的酸中的一种或多种。作为包括磷元素的酸,例如可以是正磷酸(下文称为磷酸)、焦磷酸、偏磷酸以及多磷酸。
另外,作为用于除去铝材料的表面层的酸,可以使用高氯酸和次氯酸。通过保持碱或酸的适当浓度水平、碱或酸溶液的温度、以及铝材料与碱或酸水溶液接触的时间,可以调节对铝材料表面层的除去量。
另外,为了增强对铝材料的表面层的清洁效果,可以在洗涤液中添加表面活性剂或螯合剂。
在氧化气氛中加热之后,通过洗涤除去的铝材料的表面层的量是平均值,且优选小于等于1nm并小于等于500nm每面铝材料。如果对表面层的除去量小于1nm,则对铝材料的表面层上的氧化膜的去除可能不充分。如果除去大于等于500nm的表面层,在铝材料的表面层上的蚀坑成核将被抑制,从而甚至降低蚀刻特征并减少电容量。优选,通过洗涤除去的表面层的量大于等于1.5nm且小于等于200nm。
尽管铝材料的表面层上的氧化膜的密度与作为金属的铝不同,但是对铝材料的表面层的除去量D(nm),其在该申请中利用E(g/cm2)限定为D(nm)=E×107/2.7,通过洗涤而每单元表面积的质量减少,并且铝的密度为2.7g/cm3。
尽管没有具体限定将洗涤液用于铝材料的方法,但是浸泡、将铝材料接触洗涤液的表面、喷洒等都是可以的。
通过洗涤去除铝材料的表面层可以在中间退火后的施加拉伸应变之后和在氧化气氛中加热之前进行,洗涤的条件可以实施为在所述在氧化气氛中加热之后洗涤的条件范围。
另外,可以通过在热轧之后和中间退火之前进行洗涤,来去除铝材料表面层。虽然可以根据希望用途选择在热轧之后和中间退火之前的工艺中使用的洗涤液,且不应该特别限定,但是所述洗涤液可以与在所述中间退火之后使用的洗涤液相同。
在铝材料最终退火中的处理气氛、在最终退火之后的铝材料立方取向面积率、最终退火的方法、以及在退火中的温度、时间、温度升高速率/方式都与第一实施例中制造方法中的描述相同。
对在最终退火后获得的用于电解电容器电极的铝材料厚度没有特别限定。本发明包括厚度小于等于200μm、或大于等于200μm的箔片。为了增强扩大了的面积率,蚀刻受到最终退火的铝材料。虽然对蚀刻工艺的条件没有特别限定,但是优选使用直流电蚀刻方法。直流电蚀刻方法在蚀坑的核心既深又厚地蚀刻,产生了许多隧道状蚀坑,从而实现大电容量,其中所述蚀坑的形成在退火得到促进。
优选,在蚀刻工艺之后,通过化学成形将铝材料优选用作阳极材料,特别是,铝材料尤其优选用作中高电压下的电解电容器电极材料。然而,这并不妨碍铝材料用作阴极材料。使用所述电极材料的电解电容器能够实现大电容量。
对本发明中具体描述的工艺以外的工艺和工艺条件没有限定,并且可以根据普通方法进行。对铝材料的制作工艺优选随着铝材料的蚀刻条件而变化。
优选根据普通方法测量电容量,例如这样的方法,其中通过在80g/L、30℃的硼酸铵溶液中使用不锈钢板作为反电极,在120Hz测量蚀刻箔片,所述箔片通过阳极处理被形成有介质。
下文将描述本发明的实例和对比实例。
1.第一实例(对应于与第一实施例相关的制造过程)[使用片状铝材料的实例]对铝块热轧,然后对获得的铝片冷轧,且通过中间退火处理,然后进一步进行精冷轧,以获得具有厚度为110μm、纯度为99.99质量%的铝材料。随后,切割铝材料以获得铝片。表1-1示出了在冷轧之后进行的步骤类型(步骤1-1到步骤5-1),表2-1示出了在表1-1中的在氧化气氛中加热(步骤2-1)时的条件,以及表3-1和4-1示出了表1-1中通过洗涤去除铝材料表面层(步骤4-1)的去除条件。铝材料表面层去除量通过在洗涤液中的浸泡时间来控制。
铝材料表面层去除量通过在洗涤液中的浸泡时间来控制,并且,当在碱洗涤之后执行酸洗涤时,通过调节在碱洗涤液中的浸泡时间来控制去除量。
实例1-1依次对铝块进行热轧、冷轧、中间退火和精冷轧。如表5-1所示,使用n-己烷对获得的厚度为110μm、纯度为99.99%的片状铝材料去油脂(步骤1-1)。当在空气中以150℃加热24小时(步骤2-1)后,通过浸入80℃的20质量%硫酸溶液中,除去平均10nm的铝材料表面层(步骤4-1)。然后,在氩气氛中,在540℃对材料进行4小时的最终退火(步骤5-1),以获得用于电解电容器电极的铝材料。
实例2-1到实例49-1,对比实例1-1到对比实例3-1在如表5-1到7-1所示的条件下,获得用于电解电容器电极的铝材料。
将在每个实例和对比实例中获得的铝材料浸入含1.0摩尔/升的HCL和3.5摩尔/升的H2SO4的水溶液中,其中所述溶液的温度为75℃。在相同的温度,使用具有相同组成的溶液,以0.2A/cm2的电流密度对材料施加直流电电极蚀刻。
将电解处理后的铝材料进一步浸入具有相同组成的90℃盐酸-硫酸的混合溶液中达360秒,然后获得具有直径更大的蚀坑的蚀刻箔片。根据EIAJ标准,以270伏的形成电压,通过阳极处理对获得的蚀刻箔片形成介质,从而获得了用于电容量测量的样品。
表5-1到7-1示出当对比实例3-1的电容量设置成100时相对电解电容量。
步骤
在步骤2-1中的条件(在氧化气氛中加热)
步骤4-1中的条件(通过洗涤去除铝材料的表面层)

*1通过改变在溶液中的浸泡时间控制对铝材料的表面层的除去量 步骤4-1中的条件(通过洗涤去除铝材料的表面层)

*1通过改变在溶液中的浸泡时间控制对铝材料的表面层的除去量



从表中的结果可以理解,在冷轧后的在氧化气氛中加热之后和在最终退火之前,通过洗涤去除铝材料的表面层,能够使用于电解电容器电极的铝材料具有优良的蚀刻特性。
一方面,由于铝材料的溶解性在洗涤时不均匀,对比实例1-1在通过洗涤去除铝材料表面层之后退火,而不在氧化气氛中加热,导致低的电容量。另一方面,由于在进行轧制时由滚筒涂敷的大量污染层和油,对比实例2-1在氧化气氛中加热之后退火,而不通过洗涤去除铝材料表面层,导致低的电容量。
虽然对比实例3-1在通过洗涤去除铝材料表面层之后在氧化气氛中加热,与对比实例1-1和对比实例2-1相比具有较高的电容量。但是由于在洗涤时不均匀溶解的铝材料表面层没有由在氧化气氛中加热充分弥补,因此电容量比在实例中所示的低。
对具有如表8-1所示的组成102的铝块进行热轧和冷轧,获得宽度为500mm的铝材料卷。
在中间退火之后,以20%的压下量对铝材料卷进行冷轧,从而获得厚度为110μm和长度为2000m的铝材料。
随后,在实例201到204中,在氧化气氛中加热之后,通过洗涤去除表面层。在对比实例201中,通过洗涤去除表层,而不在氧化气氛中加热。
然后,在氩气氛中对铝材料以540℃施加持续4小时的最终退火,从而获得用于电解电容器电极的铝材料。
表9-1示出了在氧化气氛中加热的条件,表10-1示出了通过洗涤去除铝材料表面层的条件。铝材料表面层的去除量通过浸入到洗涤液中的时间来控制,在进行碱洗涤之后用酸洗涤的情况下,去除量通过调节浸入碱洗涤液体的时间来控制。
将在每个实例和对比实例中获得的铝材料卷解开,然后浸入液体温度为75℃、包括1.0mol/L的HCL和3.5mol/L的H2SO4的水溶液中,随后,在具有相同组成、相同温度的水溶液中进行直流电解蚀刻,使用的电流密度条件为0.2A/cm2。
将电解处理后的铝材料进一步浸入90℃的具有上述组成的盐酸-硫酸混和水溶液中达360秒,然后蚀刻箔片,以获得更大的蚀坑直径。根据EIAJ标准,利用270伏的化学转换电压对获得的蚀刻箔片进行化学转换,从而获得了用于电容量测量的样品。
表11-1示出了当对比实例2-1的电容量设为100时的相对静电电容。
铝块的Si,Fe,Cu和Pb浓度
在精冷轧或者施加拉伸应变后在氧化气氛中加热的条件。
洗涤条件

*101通过改变在溶液中的浸泡时间控制对铝材料的表面层的除去量[表11-1]

从表中的结果可以理解,在实例201到204中,由在最终退火之前在冷轧之后,在氧化气氛中进行加热后通过洗涤去除铝材料的表面层,从而在去除铝材料表面层时均匀地溶解铝材料,从而获得了优良的蚀刻特性和高电容量。
另一方面,在对比实例201中,由于没有进行在氧化气氛中的加热,在通过洗涤去除铝材料表面层时,造成铝材料的不均匀溶解性,从而获得低电容量。
2.第二实例(对应于与第二实施例相关的制造过程)[使用片状铝材料的实例]如表1-2所示,准备具有不同组成的铝锭。表1-2示出了铝锭中的Fe,Si和Cu的浓度。对通过热轧所述铝锭获得的板进行冷轧,从而制备厚度为130μm的片状铝材料。表2-2示出了去油脂后的步骤,表3-2示出了表2-2中的步骤2-2(中间退火)的条件,表4-2和5-2示出了表2-2中的步骤4-2和步骤7-2(通过洗涤去除铝材料表面层)的条件。
另外,通过浸入到洗涤液中的时间来控制铝对材料表面层的去除量,在进行碱洗涤之后进行酸洗涤的情况下,去除量通过调节浸入碱洗涤液体的时间来控制。
铝锭的Si,Fe和Cu浓度
步骤
在步骤2-2中的条件(中间退火)
步骤4-2和步骤7-2中的条件(通过洗涤去除铝材料的表面层)

*1通过改变在溶液中的浸泡时间控制对铝材料的表面层的除去量 步骤4-2和步骤7-2中的条件(通过洗涤去除铝材料的表面层)

*1通过改变在溶液中的浸泡时间控制对铝材料的表面层的除去量实例1-2对表1-2中的具有0.0015质量%Fe、0.0022质量%Si、以及0.0055质量%Cu(组成3-2)的铝锭热轧。在表6-2所示的条件下处理通过冷轧获得的板而获得的厚度为130微米的铝材料。也就是说,在空气中以260℃施加18小时的中间退火(步骤2-2)。然后,进行压下量为20%的精冷轧(步骤5-2)。在精冷轧之后用n-己烷对铝材料去油脂(步骤6-2),再通过浸入80℃的20%质量的硫酸水溶液中去除4nm的铝材料表面层(步骤7-2)。然后,在氩气氛中,以530℃对铝材料进行6小时最终退火(步骤8-2),以获得用于电解电容器电极的铝材料。
实例2-2到实例51-2和对比实例1-2到对比实例4-2对表1-2所示的包括Fe,Si和Cu的铝锭热轧,在表6-2到9-2的条件下处理通过对所获得的板进行冷轧而获得的厚度为130μm的铝材料,以获得用于电解电容器电极的铝材料。
在表6-2到9-2中,步骤1-2到8-2对应于表2-2中的步骤1-2到8-2,在表2-2到5-2和6-2到9-2中描述了每个步骤的具体条件。
在将每个实例和对比实例中获得的铝材料浸入液体温度为80℃、2mol/L的H2SO4水溶液中之后,对其用水洗涤。然后,在包括1.0mol/L的HCL和3.5mol/L的H2SO4的80℃水溶液中,以0.2A/cm2的电流密度进行直流电解蚀刻。将电解处理后的铝材料进一步浸入90℃的具有上述组成的盐酸-硫酸混和水溶液中达360秒,以获得具有更大蚀坑直径的蚀刻箔片。根据EIAJ标准,利用270伏的形成电压对获得的蚀刻箔片进行阳极处理,以获得用于电容量测量的样品。
表6-2到表9-2示出了当对比实例1-2的电容量设为100时相对静电电容。





如上所述,在氧化气氛中进行对铝材料的中间退火,并且在最终退火之前和中间退火之后通过洗涤溶解铝材料表面层、以及随后的最终退火,可以提供具有优良蚀刻特性的用于电解电容器电极的铝材料。
另一方面,在对比实例1-2中,在100%的氮气气氛中进行中间退火,并且在精冷轧之后,通过洗涤去除铝材料表面层,然后执行最终退火,在该对比实例1-2中,示出了铝材料在洗涤时的不均匀溶解性和低电容量。
在对比实例2-2中,在氧化气氛中的中间退火之后进行精冷轧和去油脂,然后进行最终退火,由于保留了通过轧制处理形成的不均匀表面,而示出了低于所述实例的电容量。
虽然在对比实例3-2和对比实例4-2中,执行了在氧化气氛中的中间退火,但是在中间退火之后进行退火。因此,由于在最终退火之前没有执行通过洗涤去除表面层,在最终退火之后的铝材料表面层的氧化膜更厚,从而不能获得优良的蚀刻特性。
对具有如表11-2所示的组成的铝块进行热轧和冷轧,获得宽度为500mm的铝材料卷。每个组成的内容与表8-1所示的相同。
随后,在表11-2的条件下,对铝材料卷进行中间退火,精冷轧和表面层去除的每个步骤,获得厚度为110μm和长度为2000m的铝材料。
随后,在氩气氛中,以540℃进行4小时的中间退火,从而获得用于电解电容器电极的铝材料。
表10-2示出了中间退火的条件,铝材料表面层去除的条件和表10-1中示出的条件相同。另外,通过浸入到洗涤液中的时间来控制对铝材料表面层的去除量,在进行碱洗涤之后进行酸洗涤的情况下,通过调节浸入碱洗涤液体的时间来控制去除量。
将在每个实例和对比实例中获得的铝材料卷解开,且浸入液体温度为80℃、2mol/L的H2SO4水溶液中,然后用水洗涤。随后,以0.2A/cm2的电流密度在液体温度为80℃、包括1.0mol/L的HCL和3.5mol/L的H2SO4的水溶液中对所述卷进行直流电解蚀刻。将电解处理后的铝材料进一步浸入90℃的具有相同组成的盐酸-硫酸混和水溶液中达360秒,以获得具有更大蚀坑直径的蚀刻箔片。根据EIAJ标准,利用270伏的形成电压对获得的蚀刻箔片进行阳极处理,从而获得了用于电容量测量的样品。
表11-2示出了当对比实例401的电容量设为100时的相对电容量。
中间退火气氛、温度和时间在绕成卷的状态中间退火


从表中的结果可以理解,在实例401到405中,进行了在氧化气氛中的中间退火,并且在最终退火之前通过洗涤去除铝材料表面层。从而在去除表面层时均匀地溶解铝材料,从而这些实例具有优良得蚀刻特性和高的静电电容量。
相反,在对比实例401中,在大于等于99.99体积%的氮气气氛中进行中间退火,随后在最终退火之前进行对铝材料表面层的去除。因此,在通过洗涤去除铝材料表面层时,铝材料不均匀地溶解,因此对比实例401示出低电容量。
3.第三实例(对应于与第三实施例相关的制造过程)[使用片状铝材料的实例]如表1-3所示,制备具有不同组成的铝锭。表1-3示出了铝锭中含有的Fe,Si和Cu的浓度。对通过热轧这些铝锭获得的板进行冷轧,从而获得厚度为130μm的片状铝材料。表2-3示出了在中间退火之前进行的去油脂之后的工艺条件,表3-3示出了表2-3中的步骤2-3(中间退火)的条件,表4-3和5-3示出了表2-3中的步骤4-3和步骤9-3(通过洗涤去除铝材料表面层)的条件,表6-3示出了表2-3中的步骤7-3和步骤10-3(在氧化气氛中加热)的条件。
另外,通过浸入到洗涤液中的时间来控制对铝材料表面层的去除量,在进行碱洗涤之后进行酸洗涤的情况下,通过调节浸入碱洗涤液体的时间来控制去除量。
铝锭的Si,Fe和Cu浓度
步骤
步骤2-3中的条件(中间退火)
步骤4-3和步骤9-2中的条件(通过洗涤去除铝材料的表面层)

*1通过改变在溶液中的浸泡时间控制对铝材料的表面层的除去量 步骤4-3和步骤9-3中的条件(通过洗涤去除铝材料的表面层)

*1通过改变在溶液中的浸泡时间控制对铝材料的表面层的除去量 步骤7-3和步骤10-3中的条件(在氧化气氛中加热)

实例1-3对表1-3中的具有0.0015质量%Fe、0.0022质量%Si、以及0.0055质量%Cu(组成3)的铝锭热轧,并在表7-3所示的条件下处理通过冷轧获得的板而获得的厚度为130微米的铝材料。也就是说,用n-己烷对铝材料去油脂(步骤1-3),然后在空气中以260℃进行18小时的中间退火(步骤2-3)。随后,进行压下量为20%的精冷轧(步骤5-3)。在精冷轧之后用n-己烷对铝材料去油脂(步骤6-3),在150℃进行24小时的加热(步骤7-3)。而且,通过浸入80℃的20%质量的硫酸水溶液中去除10nm的铝材料表面层(步骤8-3)。随后,在氩气氛中,以540℃进行5小时的最终退火(步骤11-3),以获得用于电解电容器电极的铝材料。
实例2-3到实例72-2和对比实例1-3到对比实例3-3对表1-3所示的包括Fe,Si和Cu的铝锭热轧,在表7-3到11-3的条件下处理通过对所获得的板进行冷轧而获得的厚度为130μm的铝材料,以获得用于电解电容器电极的铝材料。
在表7-3到11-3中,步骤1-3到11-3对应于表2-3中的步骤1-3到11-3。在表2-3和表3-3到6-3中描述了每个步骤的具体条件。
将在每个实例和对比实例中获得的铝材料浸入液体温度为75℃、包括1.0mol/L的HCL和3.5mol/L的H2SO4的水溶液中,随后,以0.2A/cm2的电流密度进行直流电解蚀刻,将电解处理后的铝材料进一步浸入90℃的具有相同组成的盐酸-硫酸混和水溶液中达360秒,以获得具有更大的蚀坑直径的蚀刻箔片。根据EIAJ标准,利用270伏的形成电压对获得的蚀刻箔片进行阳极处理,以获得用于电容量测量的样品。表7-3到表11-3示出了当对比实例3-3的电容量设为100时的相对静电电容量。






如上所述,在氧化气氛中进行对铝材料的中间退火,并且在冷轧之后,将其在氧化气氛中被加热。随后,通过洗涤溶解铝材料的表面层,然后进行最终退火,从而可以获得用于电解电容器电极的具有优良蚀刻特性的铝材料。
另一方面,在对比实例1-3中,在100%的氮气气氛中进行中间退火,并且在精冷轧之后,不在氧化气氛中加热就通过洗涤去除铝材料表面层,然后执行最终退火。从而,在该对比实例1-3中,示出了在洗涤时铝材料的不均匀的溶解性和低电容量。
在对比实例2-3中,依次执行在100%的氮气中中间退火、精冷轧、和在氧化气氛中加热,随后,进行最终退火,而不进行对铝材料表面层的去除。因此,由于在轧制时留下的大量污染层和油,所以对比实例2-3示出低电容量。
在对比实例3-3中,依次执行在100%的氮气中中间退火、精冷轧、和通过洗涤去除铝材料表面层,随后,进行在氧化气氛中的加热。因此,与对比实例1-3和对比实例2-3相比,对比实例3-3具有更高的电容量。然而,由于在洗涤时不均匀溶解的铝材料表面层不能通过在氧化气氛中加热完全弥补,因此所述对比实例中的电容量小于实例中的电容量。
对具有表12-3中的组成的铝块进行热轧和冷轧,以获得宽度为500mm的铝材料卷。每个组成的内容与表8-1所示的相同。
随后,在表12-3的条件下,依次对铝材料卷进行中间退火、精冷轧和表面层去除的每个步骤,以获得厚度为110μm和长度为2000m的铝材料。在对比实例301中通过洗涤去除表面层,而不进行在氧化气氛中的加热。
随后,在氩气氛中,以540℃进行4小时的最终退火,从而获得用于电解电容器电极的铝材料。
中间退火的条件、在氧化气氛中加热的条件、以及去除铝材料表面层的条件分别与表10-2、表9-1和表10-1中示出的条件相同。另外,通过浸入到洗涤液中的时间来控制对铝材料表面层的去除量,在进行碱洗涤之后进行酸洗涤的条件下,通过调节浸入碱洗涤液体的时间来控制去除量。
将在每个实例和对比实例中获得的铝材料卷解开,浸入液体温度为75℃、包括1.0mol/L的HCL和3.5mol/L的H2SO4的水溶液中,随后,以0.2A/cm2的电流密度进行直流电解蚀刻。将电解处理后的铝材料进一步浸入90℃的具有相同组成的盐酸-硫酸混和水溶液中达360秒,以获得具有更大蚀坑直径的蚀刻箔片。根据EIAJ标准,利用270伏的形成电压对获得的蚀刻箔片进行阳极处理,以获得用于电容量测量的样品。
表12-3示出了当对比实例301的电容量设为100时的相对静电电容量。


从表中的结果可以理解,在实例301到306中,进行了在氧化气氛中的中间退火,在冷轧之后,在最终退火之前进行了在氧化气氛中的加热,随后通过洗涤去除铝材料的表面层。因此,在去除表面层时,获得了铝材料的均匀溶解性,从而实例301到306具有优良的蚀刻特性和高电容量。
另一方面,在对比实例301中,当在大于等于99.99体积%的氮气气氛中进行中间退火之后,在最终退火之前和冷轧之后,通过洗涤去除铝材料表面层,而不在氧化气氛中加热。因此,在通过洗涤去除铝材料表面层时,铝材料不均匀地溶解,因此对比实例301获得低电容量。
4.第四实例(对应于与第四实施例相关的制造过程)[使用片状铝材料的实例]对通过热轧铝块获得的板进行冷轧,随后进行中间退火,以制备纯度为99.99质量%的片状铝材料。表1-4示出了在中间退火之后的步骤,表2-4示出了表1-4中的步骤3-4(加热)的条件,且表3-4和4-4示出了表1-4中的步骤4-4(通过洗涤去除铝材料表面层)的条件。通过条件在中间退火之前进行的冷轧的压下量,将所有在最终退火后获得的铝材料厚度调节到110μm。
另外,通过浸入到洗涤液中的时间来控制对铝材料表面层的去除量,在进行碱洗涤之后进行酸洗涤的情况下,通过调节浸入碱洗涤液体的时间来控制去除量。
步骤

*通过调节在中间退火之前的冷轧的压下量,将在最终退火后获得的铝材料的厚度都设为110μm。
步骤3-4和步骤5-4中的条件(在氧化气氛中加热)
步骤4-4中的条件(通过洗涤去除铝材料的表面层)

*1通过改变在溶液中的浸泡时间控制对铝材料的表面层的除去量 步骤4-4中的条件(通过洗涤去除铝材料的表面层)

*1通过改变在溶液中的浸泡时间控制对铝材料的表面层的除去量对通过热轧铝块获得的板进行冷轧,随后进行中间退火,以获得纯度为99.99质量%的铝材料。如表5-4中的描述,对该铝材料施加拉伸应变(步骤1-4),然后在空气中以150℃进行持续24小时的加热(步骤3-4)。随后,通过将该铝材料浸入80℃的20%质量的硫酸水溶液中进行洗涤,以去除10nm的表面层(步骤4-4)。在洗涤后,在氩气氛中以550℃对该铝材料施加4小时的最终退火(步骤6-4),从而获得用于电解电容器电极的铝材料。
实例2-4到实例45-4,对比实例1-4到对比实例4-4在表5-4和6-4所示的条件下获得用于电解电容器电极的铝材料。
将在每个实例和对比实例中获得的铝材料浸入液体温度为75℃、包括1.0mol/L的HCL和3.5mol/L的H2SO4的水溶液中,并以0.2A/cm2的电流密度进行直流电解蚀刻。将电解处理后的铝材料进一步浸入90℃的具有相同组成的盐酸-硫酸混和水溶液中达360秒,以获得具有更大蚀坑直径的蚀刻箔片。根据EIAJ标准,利用270伏的形成电压对获得的蚀刻箔片进行阳极处理,以获得用于电容量测量的样品。
表5-4到表6-4示出了当对比实例4-4的电容量设为100时的相对静电电容量。



在表中的实例1-4到实例45-4中,对通过热轧获得的铝材料进行拉伸应变,然后进行冷轧和中间退火,在施加拉伸应变之后在氧化气氛中加热铝材料,随后,通过洗涤溶解铝材料的表面层,然后进行最终退火。从而获得用于电解电容器电极的具有优良蚀刻特性的铝材料。
另一方面,在对比实例1-4中,进行最终退火,而不在氧化气氛中加热,并在施加拉伸应变之后通过洗涤去除铝材料表面层。因此,对比实例1-4中的铝材料表面在蚀刻时具有不均匀的溶解性,从而电容量低于实例中的电容量。在对比实例2-4中,在精冷轧之后通过洗涤去除铝材料的表面层,而不在氧化气氛中加热,然后进行退火,因此,对比实例的铝材料在洗涤时具有不均匀的溶解性。在对比实例3-4中,依次进行精冷轧和在氧化气氛中的加热,随后进行退火,而不进行对铝材料表面层的去除,因此对比实例在轧制时具有大量的污染层和油。因此,这些对比实例都具有低电容量。在对比实例4-4中,依次进行精冷轧和通过洗涤去除铝材料表面层,随后在氧化气氛中进行加热。因此,与对比实例1-4到对比实例3-4相比,对比实例4-4具有较高的电容量。然而,由于在洗涤时不均匀溶解的铝材料表面层不能通过在氧化气氛中加热完全弥补,因此所述对比实例中的电容量小于实例中的电容量。
对具有表7-4中的组成的铝块进行热轧和冷轧,以获得宽度为500mm的铝材料卷。每个组成的内容与表8-1所示的相同。
并且,当在表7-4所示的条件下对该铝材料进行中间退火之后,依次对铝材料进行施加拉伸应变、在氧化气氛中加热以及去除表面层的每个步骤,以获得厚度为110μm和长度为2000m的铝材料。在对比实例501中,不进行在氧化气氛中的加热和对表面层的去除。
随后,在氩气氛中以520℃进行5小时的最终退火,以获得用于电解电容器电极的铝材料。
表7-4示出了施加拉伸应变的条件。在氧化气氛中加热的条件、以及去除表面层的条件与表9-1和表10-1中示出的条件相同。另外,通过浸入到洗涤液中的时间来控制对铝材料表面层的去除量,在进行碱洗涤之后进行酸洗涤的情况下,通过调节浸入碱洗涤液体的时间来控制去除量。
将在每个实例和对比实例中获得的铝材料卷解开,浸入液体温度为75℃、包括1.0mol/L的HCL和3.5mol/L的H2SO4的水溶液中,随后,以0.2A/cm2的电流密度进行直流电解蚀刻。将电解处理后的铝材料进一步浸入90℃的具有相同组成的盐酸-硫酸混和水溶液中达360秒,以获得具有更大蚀坑直径的蚀刻箔片。根据EIAJ标准,利用270伏的形成电压对获得的蚀刻箔片进行阳极处理,以获得用于电容量测量的样品。
表7-4示出了当对比实例501的电容量设为100时的相对静电电容量。


从表中的结果可以理解,在实例501到504中,在施加拉伸应变之后,在最终退火之前进行在氧化气氛中的加热,随后通过洗涤去除铝材料的表面层。因此,在去除表面层时,铝材料溶解性变得一致,因此该实例具有优良的蚀刻特性和高电容量。
另一方面,在对比实例501中,由于没有进行在氧化气氛中的加热和通过洗涤去除铝材料的表面层,从而铝材料的溶解性在蚀刻时不均匀,从而示出低电容量。
5.第五实例(对应于与第五实施例相关的制造过程)[使用片状铝材料的实例]制备具有不同组成的铝锭。表1-5示出了铝锭中的Fe,Si和Cu的浓度。对通过热轧这些铝锭获得的板进行冷轧,以制备片状铝材料。表2-5示出了从中间退火到最终退火的步骤,表3-5示出了表2-5中的步骤1-5(中间退火)的条件,表4-5和5-5示出了表2-5中的步骤2-5和步骤6-5(通过洗涤去除铝材料表面层)的条件,以及表6-5示出了表2-5中的步骤5-5和步骤7-5的条件(在氧化气氛中加热)。通过调节在中间退火之前进行的冷轧中的压下量,从而将在最终退火之后获得的所有铝材料厚度的都设为110μm。
另外,通过浸入到洗涤液中的时间来控制对铝材料表面层的去除量,在进行碱洗涤之后进行酸洗涤的情况下,通过调节浸入碱洗涤液体的时间来控制去除量。
铝锭的Si,Fe和Cu浓度
步骤
步骤1-5中的条件(中间退火)
步骤2-5和步骤6-5中的条件(通过洗涤去除铝材料的表面层)

*1通过改变在溶液中的浸泡时间控制对铝材料的表面层的除去量 步骤2-5和步骤6-5中的条件(通过洗涤去除铝材料的表面层)

*1通过改变在溶液中的浸泡时间控制对铝材料的表面层的除去量 步骤5-5和步骤7-5中的条件(在氧化气氛中加热)

实例1-5对通过热轧表1-5中的具有0.0015质量%Fe、0.0022质量%Si、以及0.0055质量%Cu(组成3-5)的铝锭获得的板进行冷轧,以获得铝材料。如表7-5中所述,在空气中以260℃对铝材料进行12小时的中间退火(步骤1-5,条件D-5),随后,进行6%的拉伸应变(步骤3-5)。在拉伸应变之后,在空气中以150℃对铝材料加热24小时(步骤5-5和条件H4-5),并且,通过浸入到80℃的20%质量的硫酸水溶液中,来去除10nm的铝材料表面层(步骤6-5,条件27-5)。随后,在氩气氛中以550℃进行5小时的最终退火(步骤8-5),以获得用于电解电容器电极的铝材料。
实例2-5到实例139-5和对比实例1-5到对比实例5-5对通过热轧具有表1-5所示的组成的铝锭获得的板进行冷轧,以获得铝材料。在表7-5到16-5的条件下处理该铝材料,从而获得用于电解电容器电极的铝材料。
将在每个实例和对比实例中获得的铝材料浸入液体温度为75℃、包括1.0mol/L的HCL和3.5mol/L的H2SO4的水溶液中。随后,在相同温度的具有相同组成的水溶液中,以0.2A/cm2的电流密度进行对铝材料的直流电解蚀刻。将电解处理后的铝材料进一步浸入90℃的具有上述组成的盐酸-硫酸混和水溶液中达360秒,以获得具有更大蚀坑直径的蚀刻箔片。根据EIAJ标准,利用270伏的形成电压对获得的蚀刻箔片进行阳极处理,以获得用于电容量测量的样品。
表7-5到表16-5示出了当对比实例4-5的电容量设为100时的相对静电电容量。











如上所述,如下制造用于电解电容器电极的铝材料进行热轧和冷轧,随后进行中间退火,在最终退火开始之前和中间退火之后施加拉伸应变,然后进行中间退火,其中在氧化气氛中进行中间退火,并且在最终退火之前和在中间退火之后,通过洗涤去除铝材料的表面层。上述步骤使得能够制造具有优良蚀刻特性的铝材料。
另外,通过依次实施以下步骤可以获得具有更加优秀蚀刻特性的用于电解电容器电极的铝材料在氧化气氛中加热,通过洗涤去除铝材料表面层以及当在氧化气氛中中间退火后进行最终退火,以及施加拉伸应变。
另一方面,在对比实例1-5中,在大于等于99.99体积%的氮气气氛中进行中间退火,并且,随后施加拉伸应变,然后进行最终退火,而不进行通过洗涤去除铝材料表面层。因此,对比实例1-5铝材料表面在蚀刻时具有不均匀的溶解性,从而电容量比实例的低。在对比实例2-5中,依次进行在大于等于99.99体积%的氮气气氛中的中间退火、精冷轧和通过洗涤去除铝材料表面层,然后进行最终退火。在对比实例2-5中,铝材料在洗涤时的溶解性不均匀。在对比实例3-5中,依次进行在小于等于等于99.99体积%的氮气气氛中的中间退火、精冷轧和在氧化气氛中加热,随后进行最终退火,而不进行去除铝材料的表面层。因此,在对比实例3-5中由于在轧制时的大量的污染层和油,所有的材料都表现低的静电电容量。
在对比实例4-5中,当在大于等于99.99体积%的氮气气氛中中间退火之后,依次进行精冷轧、通过洗涤去除铝材料表面层和最终退火。虽然与对比实例1-5到对比实例3-5的静电电容量相比,对比实例4-5具有较高的电容量,但是其值小于实例中的值,这是因为在洗涤时不均匀溶解的铝材料表面层不能通过在氧化气氛中加热完全弥补。
在对比实例5-5中,当在氧化气氛中进行中间退火之后,进行精冷轧,然后进行最终退火。由于没有进行通过洗涤去除铝材料的表面层,因此对比实例5-5具有较厚的铝材料表面氧化膜和低电容量。
对具有表17-5中的组成的铝块进行热轧和冷轧,以获得宽度为500mm的铝材料卷。每个组成的内容与表8-1所示的相同。
并且,在表17-5所示的条件下,依次对该铝材料进行中间退火、施加拉伸应变、在氧化气氛中加热和去除表面层的每个步骤,以获得厚度为110μm和长度为2000m的铝材料。另外,在实例607和对比实例601中,不进行在氧化气氛中的加热,并且在对比实例601中,不进行对表面层的去除。
随后,在氩气氛中以540℃进行4小时的最终退火,从而获得用于电解电容器电极的铝材料。
中间退火、在氧化气氛中加热,施加拉伸应变以及去除表面层的条件分别与表10-2、表17-5,表9-1和表10-1中示出的条件相同。另外,通过浸入到洗涤液中的时间来控制对铝材料表面层的去除量,在进行碱洗涤之后进行酸洗涤的情况下,通过调节浸入碱洗涤液体的时间来控制去除量。
将在每个实例和对比实例中获得的铝材料卷解开,浸入液体温度为75℃、包括1.0mol/L的HCL和3.5mol/L的H2SO4的水溶液中,随后,在具有相同温度和相同组成的水溶液中,以0.2A/cm2的电流密度进行直流电解蚀刻。将电解处理后的铝材料进一步浸入90℃的具有相同组成的盐酸-硫酸混和水溶液中达360秒,以获得具有更大蚀坑直径的蚀刻箔片。根据EIAJ标准,利用270伏的形成电压对获得的蚀刻箔片进行阳极处理,以获得用于电容量测量的样品。
表17-5示出了当对比实例601的电容量设为100时的相对静电电容量。


从表中的结果可以理解,在实例607中,进行在氧化气氛中的中间退火,以及在最终退火之前通过洗涤去除铝材料表面层。因此,铝材料在去除表面层时的溶解性变得均匀,从而实例607具有优良的蚀刻特性和高电容量。
在实例601到606中,当在氧化气氛中中间退火之后,依次进行施加拉伸应变、在氧化气氛中加热、通过洗涤去除铝材料表面层和最终退火。在实例601到606中,铝材料在去除表面层时的溶解性变得均匀,从而获得了更优良的蚀刻特性和高电容量。
相反,在对比实例601中,当在大于等于99.99体积%的氮气气氛中中间退火之后,依次进行施加拉伸应变和最终退火。在对比实例601中,在蚀刻期间去除表面层时,铝材料的溶解性不均匀,从而示出低电容量。
这里所用的术语和描述是为了描述关于本发明的实施例,本发明并不是为了限定于这些术语和描述。在权利要求的范围内,本发明允许不偏离其精神的任何设计修改。
工业应用性本发明的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法可以用于制造用作电气元件和电子部件的铝电解电容器的电极材料。
权利要求
1.一种制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,所述方法包括热轧、冷轧和最终退火步骤,还包括以下步骤在热轧之后和开始最终退火之前,在氧化气氛中加热铝材料;在加热后通过洗涤去除铝材料表面层;以及对所述经过洗涤的铝材料进行最终退火。
2.根据权利要求1的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在完成所述精冷轧之后进行在氧化气氛中加热所述铝材料和通过洗涤去除所述表面层。
3.根据权利要求1或2的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,用于洗涤的清洗液是碱水溶液。
4.根据权利要求1或2的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,用于洗涤的清洗液是酸水溶液。
5.根据权利要求1或2的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中依次通过碱水溶液和酸水溶液洗涤所述铝材料。
6.根据权利要求3或5的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,所述碱水溶液中的碱是选自于氢氧化纳、氢氧化钙、氢氧化钾、原硅酸钠、偏硅酸钠、磷酸三钠以及碳酸钠中的一种或多种碱。
7.根据权利要求4或5的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,所述酸水溶液中的酸是选自于盐酸、硫酸、硝酸以及含磷酸中的一种或多种酸。
8.根据权利要求1到7中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过在氧化气氛中加热之后进行洗涤获得的对铝材料表面层的去除量D(nm)的平均去除量大于等于1nm且小于等于500nm每单面铝材料,其中所述去除量D(nm)如下限定去除量D(nm)=E(g/cm2)×107/2.7(g/cm3),其中E是通过洗涤减少的每单位表面积质量,以及2.7g/cm3是铝的密度。
9.根据权利要求1到8中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在氧化气氛中的加热温度在50℃到400℃的范围内。
10.根据权利要求9的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在氧化气氛中的加热时间大于等于3秒且小于等于72小时。
11.根据权利要求1到10中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在加热期间氧化气氛中的氧气浓度大于等于0.1体积%。
12.根据权利要求1到11中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,还包括,在氧化气氛中加热所述铝材料之前、或者在洗涤铝材料表面层之前在氧化气氛中加热铝材料之后,对铝材料去油脂。
13.根据权利要求12的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中通过使用有机溶剂对所述铝材料去油脂。
14.根据权利要求12的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过使用添加有表面活性剂的水对所述铝材料去油脂。
15.根据权利要求1的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在冷轧期间对所述铝材料进行中间退火,以及在中间退火之后对所述铝材料进行精冷轧;其中在氧化气氛中进行所述中间退火,在所述中间退火后通过洗涤去除所述铝材料的表面层。
16.根据权利要求15的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过在所述精冷轧之后和最终退火之前洗涤所述铝材料来去除所述铝材料的表面层。
17.根据权利要求15的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过在所述中间退火之后和精冷轧之前洗涤所述铝材料来去除铝材料的表面层。
18.根据权利要求15到17中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在中间退火期间的氧化气氛中的氧气浓度大于等于0.1体积%。
19.根据权利要求15到18中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在氧化气氛中以大于等于200℃且小于等于320℃的温度对铝材料进行中间退火。
20.根据权利要求15到19中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,用于洗涤的清洗液是碱水溶液。
21.根据权利要求15到19中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,用于洗涤的清洗液是酸水溶液。
22.根据权利要求15到19中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,其中依次通过碱水溶液和酸水溶液洗涤所述铝材料。
23.根据权利要求20到22中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,所述碱水溶液中的碱是选自于氢氧化纳、氢氧化钙、氢氧化钾、原硅酸钠、偏硅酸钠、磷酸三钠以及碳酸钠中的一种或多种碱。
24.根据权利要求21或22的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,所述酸水溶液中的酸是选自于盐酸、硫酸、硝酸以及含磷酸中的一种或多种酸。
25.根据权利要求15到24中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过洗涤获得的对铝材料表面层的去除量D(nm)的平均去除量大于等于1nm且小于等于500nm每单面铝材料,其中所述去除量D(nm)如下限定去除量D(nm)=E(g/cm2)×107/2.7(g/cm3),其中E是通过洗涤减少的每单位表面积质量,以及2.7g/cm3是铝的密度。
26.根据权利要求15到25中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,还包括在最终退火之前,在冷轧之后在中间退火之前对铝材料去油脂的步骤。
27.根据权利要求26的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中通过使用有机溶剂对所述铝材料去油脂。
28.根据权利要求26的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过使用添加有表面活性剂的水对所述铝材料去油脂。
29.根据权利要求1的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在冷轧期间对所述铝材料进行中间退火,以及在中间退火之后对所述铝材料进行精冷轧;其中在氧化气氛中进行所述中间退火,在所述精冷轧之后进行在氧化气氛中加热铝材料以及通过洗涤去除所述表面层。
30.根据权利要求29的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,包括通过在所述中间退火之后和精冷轧之前洗涤所述铝材料来去除所述铝材料的表面的步骤。
31.根据权利要求29或30的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,用于洗涤的清洗液是碱水溶液。
32.根据权利要求29或30的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,用于洗涤的清洗液是酸水溶液。
33.根据权利要求29或30的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,其中依次通过碱水溶液和酸水溶液洗涤所述铝材料。
34.根据权利要求31到33中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,所述碱水溶液中的碱是选自于氢氧化纳、氢氧化钙、氢氧化钾、原硅酸钠、偏硅酸钠、磷酸三钠以及碳酸钠中的一种或多种碱。
35.根据权利要求32或33的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,所述酸水溶液中的酸是选自于盐酸、硫酸、硝酸以及含磷酸中的一种或多种酸。
36.根据权利要求29到35中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过在精冷轧后的在氧化气氛中加热之后进行洗涤获得的对铝材料表面层的去除量D(nm)的平均去除量大于等于1nm且小于等于500nm每单面铝材料,其中所述去除量D(nm)如下限定去除量D(nm)=E(g/cm2)×107/2.7(g/cm3),其中E是通过洗涤减少的每单位表面积质量,以及2.7g/cm3是铝的密度。
37.根据权利要求29到36中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在精冷轧后的在氧化气氛中的加热温度在50℃到400℃的范围内。
38.根据权利要求37的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在精冷轧后的在氧化气氛中的加热时间大于等于3秒且小于等于72小时。
39.根据权利要求29到38中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在氧化气氛中以大于等于200℃且小于等于320℃的温度对铝材料进行中间退火。
40.根据权利要求29到39中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在精冷轧之后加热期间的氧化气氛中的氧气浓度大于等于0.1体积%。
41.根据权利要求29到40中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在中间退火期间的氧化气氛中的氧气浓度大于等于0.1体积%。
42.根据权利要求29到41中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,包括,在最终通过洗涤所述铝材料去除铝材料表面层之前,在中间退火之前和冷轧之后,对铝材料进行去油脂。
43.根据权利要求42的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过使用有机溶剂对所述铝材料去油脂。
44.根据权利要求42的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过使用含表面活性剂的水对所述铝材料去油脂。
45.根据权利要求1的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在冷轧之后对所述铝材料进行中间退火,并在中间退火之后和最终退火之前对所述铝材料施加拉伸应变;以及,在施加拉伸应变之后,进行在氧化气氛中加热铝材料和通过洗涤去除铝材料的表面层。
46.根据权利要求45的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,用于洗涤的清洗液是碱水溶液。
47.根据权利要求45的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,用于洗涤的清洗液是酸水溶液。
48.根据权利要求45的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,其中依次通过碱水溶液和酸水溶液洗涤所述铝材料。
49.根据权利要求46到48中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,所述碱水溶液中的碱是选自于氢氧化纳、氢氧化钙、氢氧化钾、原硅酸钠、偏硅酸钠、磷酸三钠以及碳酸钠中的一种或多种碱。
50.根据权利要求47或48的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,所述酸水溶液中的酸是选自于盐酸、硫酸、硝酸以及含磷酸中的一种或多种酸。
51.根据权利要求45到50中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过在氧化气氛中加热之后进行洗涤获得的对铝材料表面层的去除量D(nm)的平均去除量大于等于1nm且小于等于500nm每单面铝材料,其中所述去除量D(nm)如下限定去除量D(nm)=E(g/cm2)×107/2.7(g/cm3),其中E是通过洗涤减少的每单位表面积质量,以及2.7g/cm3是铝的密度。
52.根据权利要求45到51中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在氧化气氛中的加热温度在50℃到400℃的范围内。
53.根据权利要求52的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在氧化气氛中的加热时间大于等于3秒且小于等于72小时。
54.根据权利要求45到53中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在加热期间的氧化气氛中的氧气浓度大于等于0.1体积%。
55.根据权利要求1的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在冷轧之后在氧化气氛中对所述铝材料进行中间退火,并在中间退火之后和最终退火之前对所述铝材料施加拉伸应变;以及,在中间退火之后,进行至少一次通过洗涤去除铝材料的表面层。
56.根据权利要求55的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在施加拉伸应变之后和在最终退火之前通过洗涤所述铝材料去除铝材料表面层。
57.根据权利要求55的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在中间退火之后和在施加拉伸应变之前通过洗涤所述铝材料去除铝材料表面层。
58.根据权利要求55到57中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,当在氧化气氛中加热所述铝材料之后,在施加拉伸应变之后和在最终退火之前通过洗涤铝材料去除铝材料表面层。
59.根据权利要求55到58中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,用于洗涤的清洗液是碱水溶液。
60.根据权利要求55到58中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,用于洗涤的清洗液是酸水溶液。
61.根据权利要求55到58中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中依次通过碱水溶液和酸水溶液洗涤所述铝材料。
62.根据权利要求59到61中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,所述碱水溶液中的碱是选自于氢氧化纳、氢氧化钙、氢氧化钾、原硅酸钠、偏硅酸钠、磷酸三钠以及碳酸钠中的一种或多种碱。
63.根据权利要求60或61的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,所述酸水溶液中的酸是选自于盐酸、硫酸、硝酸以及含磷酸中的一种或多种酸。
64.根据权利要求55到63中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,通过在氧化气氛中加热之后和在中间退火之间进行洗涤获得的对铝材料表面层的去除量D(nm)的平均去除量大于等于1nm且小于等于500nm每单面铝材料,其中所述去除量D(nm)如下限定去除量D(nm)=E(g/cm2)×107/2.7(g/cm3),其中E是通过洗涤减少的每单位表面积质量,以及2.7g/cm3是铝的密度。
65.根据权利要求57到64中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在施加拉伸应变之后在氧化气氛中的加热温度在50℃到400℃的范围内。
66.根据权利要求65的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在施加拉伸应变之后在氧化气氛中的加热时间大于等于3秒且小于等于72小时。
67.根据权利要求55到66中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在氧化气氛中以大于等于200℃且小于等于300℃的温度进行在氧化气氛中的中间退火。
68.根据权利要求55到67中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在施加拉伸应变之后加热期间的氧化气氛中的氧气浓度大于等于0.1体积%。
69.根据权利要求55到67中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在中间退火期间的氧化气氛中的氧气浓度大于等于0.1体积%。
70.根据权利要求1到69中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,在惰性气体气氛中对铝材料进行最终退火。
71.根据权利要求1到70中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,以大于等于450℃且小于等于600℃的温度对铝材料进行最终退火。
72.根据权利要求1到71中任一项的制造用于电解电容器电极的铝材料的方法,其中,铝材料的铝纯度大于等于99.9质量%。
73.一种用于电解电容器电极的铝材料,其通过根据权利要求1到72中任一项的方法制造。
74.根据权利要求73的用于电解电容器电极的铝材料,其中,所述铝材料是用于中或高电压的阳极材料。
75.一种制造用于电解电容器的电极材料的方法,包括蚀刻通过根据权利要求1到72中任一项的方法所制造的铝材料。
76.根据权利要求75的制造用于电解电容器的电极材料的方法,还包括,通过在蚀刻之后进行阳极处理而形成介质。
77.根据权利要求75或76的制造用于电解电容器的电极材料的方法,其中,蚀刻的至少部分是DC电解蚀刻。
78.一种用于铝电解电容器的阳极材料,其通过根据权利要求75到77中任一项的方法制造。
79.一种铝电解电容器,其包括通过根据权利要求75到77中任一项的方法制造的铝电极材料作为电极材料。
全文摘要
一种制造用于本发明的电解电容器电极的铝材料的方法,包括以下步骤,在氧化气氛中加热铝材料,通过洗涤加热过的铝材料去除铝材料表面层,以及对通过洗涤获得的铝材料进行最终退火。
文档编号C23F1/20GK1942984SQ200580011419
公开日2007年4月4日 申请日期2005年2月17日 优先权日2004年2月17日
发明者西森秀树, 穗积敏, 加藤丰 申请人:昭和电工株式会社
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1