JPH06267803A - Electrode material for capacitors - Google Patents

Electrode material for capacitors

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JPH06267803A
JPH06267803A JP5597493A JP5597493A JPH06267803A JP H06267803 A JPH06267803 A JP H06267803A JP 5597493 A JP5597493 A JP 5597493A JP 5597493 A JP5597493 A JP 5597493A JP H06267803 A JPH06267803 A JP H06267803A
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dendritic
capacitor
powder
intermetallic compound
capacitors
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Makoto Saga
賀 誠 佐
Yuichi Taniguchi
口 裕 一 谷
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹枝状金属間化合物から構成される多孔状電
極を用いて、漏洩電流が小さく容量の大きなコンデンサ
を得る。 【構成】 樹枝状形態を有する金属間化合物AlZr
およびAlHfのいずれか1種、またはこれらの混合
粉末が、相接して多孔状に成形、焼結されてなり、かつ
該多孔体の空隙部表面が酸化されてなる樹枝状金属間化
合物多孔体をコンデンサの電極材料に使用するものであ
る。 【効果】 これにより、コンデンサ容量は従来のAl電
解コンデンサのものと比較して2倍から40倍程度の値
とすることが可能となった。
(57) [Abstract] [Purpose] A capacitor having a small leakage current and a large capacitance is obtained by using a porous electrode composed of a dendritic intermetallic compound. [Structure] Dendritic intermetallic compound Al 3 Zr
And a dendritic intermetallic compound obtained by forming any one of Al 3 Hf and mixed powder thereof into a porous form by contacting with each other and sintering, and oxidizing the void surface of the porous body. The porous body is used as an electrode material of a capacitor. As a result, the capacitance of the capacitor can be about 2 to 40 times that of the conventional Al electrolytic capacitor.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサ用の電極材
料に関するものであり、更に詳細には金属間化合物Al
ZrやAlHfの粉末を成形、焼結して得られた多
孔体からなるコンデンサ用多孔状電極材料に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode material for capacitors, and more particularly to an intermetallic compound Al.
The present invention relates to a porous electrode material for a capacitor, which is composed of a porous body obtained by molding and sintering a powder of 3 Zr or Al 3 Hf.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電解コンデンサの陽極材料には、
非常に薄い酸化皮膜を電気化学的に生じさせ、これを誘
電体とする、いわゆる弁作用金属が用いられている。電
解コンデンサの中でも最も多く用いられている金属は、
通常純度99.99%以上のAlである。このアルミニ
ウム電解コンデンサの最も大きな課題は、そのコンデン
サ容量の向上である。容量アップのために通常採用され
ている方法は、エッチングによってその表面積を拡大す
る方法である。しかし現在では、その表面積拡大率も限
界に達しており、またこれ以上の拡大は、コスト的、品
質管理的にも困難さが増大している。また、Taコンデ
ンサでは、Taの粉末を焼結させて表面積を拡大してい
るが、Taの焼結はおよそ2000℃の真空処理を必要
とし、コスト時に非常に高いという問題を抱えている。
2. Description of the Related Art Anode materials for conventional electrolytic capacitors include
A so-called valve metal is used which electrochemically produces a very thin oxide film and uses it as a dielectric. The most used metal among electrolytic capacitors is
Al is usually 99.99% or more in purity. The biggest problem of this aluminum electrolytic capacitor is to improve its capacitance. The method usually adopted for increasing the capacity is to increase the surface area by etching. However, at present, the surface area expansion rate has reached the limit, and further expansion is becoming difficult in terms of cost and quality control. Further, in the Ta capacitor, the surface area is expanded by sintering Ta powder, but Ta sintering requires a vacuum treatment at about 2000 ° C., and has a problem that it is very expensive in cost.

【0003】カーボン粉末を利用した電気二重層コンデ
ンサが半導体メモリーのバックアップ用に広く使われ出
している。これは数m2 /g〜数100m2 /gという
カーボン粉末の大表面積を利用したものであるが、コン
デンサとして用いる部分が電解液であり、従来の弁作用
金属の酸化物を用いるコンデンサとは異なるため、使用
電圧が1〜2Vと非常に低く、通常の電子部品分野には
適応できにくいものであった。
Electric double layer capacitors using carbon powder have been widely used for backup of semiconductor memories. This is obtained by utilizing the large surface area of the carbon powder of several m 2 / g to number 100 m 2 / g, the portion used as a capacitor is an electrolytic solution, the capacitor using an oxide of a conventional valve metal Since they are different from each other, the operating voltage is as low as 1 to 2 V, which makes it difficult to be applied to a general electronic component field.

【0004】TaコンデンサとAl電解コンデンサの双
方の良い点を狙う目的で複合種の金属を用いたアルミニ
ウム‐チタン系合金多孔質焼結体を用いるもの(特開昭
60−147110号公報)も提案されている。しかし
この場合、本発明者らの研究では漏洩電流が大きく多少
の改良を加えても改善されないことが判明した。
A proposal is also made of a porous aluminum-titanium alloy sintered body using a composite metal for the purpose of both the Ta capacitor and the Al electrolytic capacitor (JP-A-60-147110). Has been done. However, in this case, the inventors of the present invention have found that the leakage current is large and cannot be improved even if some improvement is made.

【0005】上述のように電解コンデンサはエッチング
の改善によりその容量を向上させており、またTaのよ
うに誘電率の大きい金属を用いたりしているが、それも
その技術的限界にきている。また、アルミニウム‐チタ
ン系の合金多孔質焼結体を用いるものも提案されている
が(特開昭60−147110号公報)、金属種がAl
とTiであるため、漏洩電流が大きく多少の改良を加え
ても改善されない欠点があった。
As described above, the electrolytic capacitor has its capacity improved by improving etching, and the metal having a large dielectric constant such as Ta is used, but this is also the technical limit. . Further, although one using an aluminum-titanium based alloy porous sintered body has been proposed (JP-A-60-147110), the metal species is Al.
Since Ti is Ti and Ti, the leakage current is large and there is a drawback that it is not improved even with some improvement.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の課題を解決するためのものであって、限界に達
しているコンデンサ容量のさらなる向上のための新しい
陽極材料を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a new anode material for further increasing the capacity of the capacitor, which has reached the limit. Has an aim.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、Zr、H
fのいずれか1種、または2種とAlからなる、粒径が
0.05μm〜10μmである金属間化合物の粉末が、
相接して成形、焼結されてなり、かつその表面が酸化さ
れてなるコンデンサ用多孔状金属間化合物を電極材料と
して用いることに着目した。そして一層の容量アップを
図るべく種々検討の結果、粉末形態を樹枝状とし、より
大きな表面積を付与することによって大容量化を図る下
記の知見を得た。すなわち、樹枝状形態を有する金属間
化合物AlZrおよびAlHfのいずれか1種、ま
たはこれらの混合粉末が、相接して多孔状に成形、焼結
されてなり、かつ該多孔体の空隙部表面が酸化されてな
る多孔状金属間化合物をコンデンサ用電極材料として用
いることを明らかにした。
The present inventors have found that Zr, H
A powder of an intermetallic compound having a particle size of 0.05 μm to 10 μm, which is formed of any one of f or two and f and Al,
Attention was paid to the use of a porous intermetallic compound for a capacitor, which is formed by being in contact with each other and sintered, and whose surface is oxidized, as an electrode material. As a result of various studies aimed at further increasing the capacity, the following findings were obtained to increase the capacity by making the powder form dendritic and giving a larger surface area. That is, any one of the intermetallic compounds Al 3 Zr and Al 3 Hf having a dendritic morphology, or a mixed powder thereof is contacted with each other and molded into a porous state and sintered, and It was clarified that a porous intermetallic compound obtained by oxidizing the surface of voids is used as an electrode material for capacitors.

【0008】ここで用いる樹枝状金属間化合物は、総量
25at%未満のZr、Hfのいずれか1種、または2
種と残部Alからなる合金の急冷凝固組織において、A
l相中に晶出するAlZr、AlHfが、樹枝状の
成長形態を有していることを利用するものである。Al
相中に存在するこれらの樹枝状金属間化合物は、塩酸等
によりAl相を溶解することによって抽出する。この樹
枝状金属間化合物の大きさおよび樹枝間隔は、合金成分
比と凝固時における冷却速度を制御することによって変
えることができ、大きさ(後述の図1中a)が0.5〜
10μm程度、樹枝間隔(後述の図1中b)が0.01
〜1μm程度の樹枝状金属間化合物を作製することがで
きる。
The dendritic intermetallic compound used here is one of Zr and Hf in a total amount of less than 25 at%, or 2
In the rapidly solidified structure of the alloy consisting of the seed and the balance Al, A
This utilizes the fact that Al 3 Zr and Al 3 Hf crystallized in the l phase have a dendritic growth morphology. Al
These dendritic intermetallic compounds present in the phase are extracted by dissolving the Al phase with hydrochloric acid or the like. The size and dendritic spacing of the dendritic intermetallic compound can be changed by controlling the alloy component ratio and the cooling rate during solidification, and the size (a in FIG. 1 described later) is 0.5 to
Approximately 10 μm, tree spacing (b in FIG. 1 described later) is 0.01
A dendritic intermetallic compound of about 1 μm can be prepared.

【0009】このような微細でありかつ複雑形状を有す
る樹枝状金属間化合物を用いて成形、焼結した多孔状電
極における空隙部は、非常に大きな表面積を有すること
になる。この大表面積を持った空隙部表面に電荷の蓄積
を担う誘電体酸化皮膜を形成することによって大容量の
コンデンサ用電極材料とすることができる。これは、市
販の金属間化合物粉を用いて作製した多孔状電極よりも
さらに大きな表面積を付与することができ、一層の大容
量化を可能としたものである。
The voids in the porous electrode formed and sintered using such a fine and complex dendritic intermetallic compound have a very large surface area. A large-capacity capacitor electrode material can be obtained by forming a dielectric oxide film for accumulating charges on the surface of the void having a large surface area. This is because it is possible to provide a larger surface area than that of a porous electrode produced using a commercially available intermetallic compound powder, and it is possible to further increase the capacity.

【0010】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
における樹枝状金属間化合物は、AlZrおよびAl
Hfのいずれか1種、またはこれらの混合粉末であ
る。上述のようにこの金属間化合物に樹枝状形態を与え
る方法としては、凝固組織を活用する方法がある。
The present invention will be described in detail below. The dendritic intermetallic compound in the present invention includes Al 3 Zr and Al.
It is any one of 3 Hf or a mixed powder thereof. As described above, as a method of giving the intermetallic compound a dendritic morphology, there is a method of utilizing a solidified structure.

【0011】例えば、樹枝状AlZr粉末を製造する
方法を下記に説明する。Alと25at%未満のZrを
高温で溶解し、102 〜104 ℃/sec程度の冷却速
度で急冷凝固させた合金は、樹枝状のAlZrとAl
との二相組織を有している。この合金のうち、希塩酸等
でAl相だけを溶解し、樹枝状AlZrのみを抽出す
るものである。この冷却速度は合金溶湯を銅製鋳型に薄
く板状に鋳造する方法や、高速で回転する単ロール上に
合金溶湯を噴射する方法等により実現できる。より微細
な樹枝状AlZr、例えば樹枝間隔0.1μm以下の
ようなものを作製するには、大きな冷却速度が得られる
後者の方法が優れている。
For example, a method for producing a dendritic Al 3 Zr powder will be described below. An alloy in which Al and Zr less than 25 at% are melted at a high temperature and rapidly solidified at a cooling rate of about 10 2 to 10 4 ° C./sec is a dendritic Al 3 Zr and Al.
It has a two-phase structure with. Of this alloy, only the Al phase is dissolved with dilute hydrochloric acid or the like, and only the dendritic Al 3 Zr is extracted. This cooling rate can be realized by a method of casting the molten alloy in a copper mold in a thin plate shape, a method of injecting the molten alloy onto a single roll rotating at a high speed, or the like. The latter method, which provides a large cooling rate, is excellent for producing finer dendritic Al 3 Zr, for example, with a dendritic spacing of 0.1 μm or less.

【0012】次に、上記の樹枝状金属間化合物の粉末を
一軸プレス成形機等により、加圧成形する。ついで10
00〜1300℃の温度で数時間焼結する。なお、この
焼結は10-5Torr以上の真空中で行う。この樹枝状
金属間化合物が加圧成形、焼結されてなる多孔状電極材
料に対して化成処理を施し、該樹枝状金属間化合物の表
面にその酸化皮膜を形成する。コンデンサとして電荷の
蓄積を担うこの酸化皮膜は、樹枝状形態金属間化合物の
微細かつ複雑形状表面に形成されるために、大表面積を
有することになる。このときの電圧は、用いるコンデン
サ仕様により決定するが、10〜500V程度である。
化成液は、通常のアルミニウム電解コンデンサの化成液
と同様である。
Next, the powder of the dendritic intermetallic compound is pressure-molded by a uniaxial press molding machine or the like. Then 10
Sinter at a temperature of 00 to 1300 ° C. for several hours. The sintering is performed in a vacuum of 10 -5 Torr or more. The porous electrode material obtained by pressure-molding and sintering the dendritic intermetallic compound is subjected to chemical conversion treatment to form an oxide film on the surface of the dendritic intermetallic compound. This oxide film, which is responsible for the accumulation of electric charges as a capacitor, has a large surface area because it is formed on the fine and complex shaped surface of the dendritic intermetallic compound. The voltage at this time is about 10 to 500 V, which is determined by the specifications of the capacitor used.
The chemical conversion liquid is the same as the chemical conversion liquid for a normal aluminum electrolytic capacitor.

【0013】一方、上記方法で形成された酸化皮膜の比
誘電率は15〜20であり、いずれもアルミニウム電解
コンデンサにおけるAl酸化皮膜の比誘電率8.
5〜10に比較すると大きい。また、アルミニウム電解
コンデンサの製造工程では、化成の前に表面積を拡大さ
せるために、原箔であるアルミニウム箔をエッチングす
るという工程が必要であるが、本発明では樹枝状金属間
化合物粉末を成形、焼結させて用いるものであるから、
勿論エッチングを必要としない。ただし、該成形品の表
面積をさらに拡大するためにエッチングを行ってもよ
い。
On the other hand, the relative permittivity of the oxide film formed by the above method is 15 to 20, and the relative permittivity of the Al 2 O 3 oxide film in the aluminum electrolytic capacitor is 8.
It is large compared to 5-10. Further, in the manufacturing process of the aluminum electrolytic capacitor, in order to increase the surface area before chemical conversion, a step of etching the aluminum foil as the original foil is necessary, but in the present invention, the dendritic intermetallic compound powder is molded, Because it is used after sintering,
Of course, no etching is needed. However, etching may be performed to further increase the surface area of the molded product.

【0014】成形後の空隙率は40%〜70%程度であ
るが、コンデンサとしての特性から考慮すると55%前
後が望ましい。図1は、化成処理を施した本発明による
樹枝状金属間化合物が加圧成形、焼結されてなる多孔状
電極材料の模式的な拡大図である。斜線部は樹枝状金属
間化合物である。
The porosity after molding is about 40% to 70%, but considering the characteristics of the capacitor, it is preferably about 55%. FIG. 1 is a schematic enlarged view of a porous electrode material obtained by pressure-forming and sintering a chemical conversion-treated dendritic intermetallic compound according to the present invention. The shaded area is a dendritic intermetallic compound.

【0015】以上のように本発明は、樹枝状金属間化合
物の大表面積とその上に形成された酸化皮膜の高誘電率
をあわせもつことによる非常に大きな容量を有したコン
デンサ用電極材料を提供するものである。
As described above, the present invention provides a capacitor electrode material having a very large capacity by combining the large surface area of the dendritic intermetallic compound with the high dielectric constant of the oxide film formed thereon. To do.

【0016】[0016]

【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいてさらに説
明する。下記の方法により4種類のコンデンサA、B、
C、Dを5個づつ試作し、次いで各々について特性評価
テストを行った。
EXAMPLES The present invention will be further described below based on examples. 4 types of capacitors A, B,
Five prototypes of C and D were made, and then a characteristic evaluation test was conducted for each.

【0017】コンデンサA 金属間化合物粉末としては、平均5μmサイズの樹枝状
AlHfを用いた。この樹枝状AlHfの樹枝間隔
は、約0.2μmである。樹枝状AlHf粉末は、2
0at%のHfと残りのAlを1700℃で溶解混合さ
せ、これを銅製鋳型に鋳込み、厚さ約0.3mmの合金
板を作製した後、10%塩酸水溶液中でAl部分を溶解
させて製造したものである。この粉末から一軸成形プレ
ス機により、10mmφ×3mmHのコイン状成形体を
作製した。成形時の圧力は、1.2t/cm2 とした。
次に、この成形体を真空中において1200℃、1時間
で焼結した。この多孔状電極にリードを取り付け、化成
不要部分に絶縁ペーストを塗布した後乾燥した。続い
て、化成処理を行い、電気化学的に酸化皮膜を形成させ
た。処理電圧は直流15V、リン酸アンモニウム溶液中
で行った。次に、Taコンデンサでよく行われる硝酸マ
ンガン法により、MnOの陰極焼付けを行った後、グ
ラファイト、銀ペースト焼付けを行い、陰極リードを引
出し、コンデンサとした。
As the capacitor A intermetallic compound powder, dendritic Al 3 Hf having an average size of 5 μm was used. The dendritic spacing of this dendritic Al 3 Hf is about 0.2 μm. Dendritic Al 3 Hf powder is 2
Hat of 0 at% and the remaining Al are melted and mixed at 1700 ° C., cast into a copper mold to prepare an alloy plate having a thickness of about 0.3 mm, and then the Al portion is melted in a 10% hydrochloric acid aqueous solution to manufacture. It was done. A coin-shaped molded body of 10 mmφ × 3 mmH was produced from this powder by a uniaxial molding press. The pressure during molding was 1.2 t / cm 2 .
Next, this molded body was sintered in vacuum at 1200 ° C. for 1 hour. A lead was attached to this porous electrode, an insulating paste was applied to the unnecessary portion for chemical conversion, and then dried. Subsequently, a chemical conversion treatment was performed to electrochemically form an oxide film. The treatment voltage was DC 15V, and the treatment was performed in an ammonium phosphate solution. Next, after the cathode baking of MnO 2 was performed by the manganese nitrate method that is often performed in Ta capacitors, graphite and silver paste baking were performed, and the cathode leads were drawn out to obtain capacitors.

【0018】コンデンサB 金属間化合物粉末としては、平均3μmサイズの樹枝状
AlHfを用いた。この樹枝状AlHfの樹枝間隔
は、約0.1μmである。樹枝状AlHf粉末は、1
0at%のHfと残りのAlを1700℃で溶解混合さ
せ、これを高速回転する銅製単ロール上に注ぎ、厚さ約
0.1mmの合金フレークを作製した後、5%塩酸水溶
液中でAl部分を溶解させて製造したものである。この
粉末から一軸成形プレス機により、10mmφ×3mm
Hのコイン状成形体を作製した。成形時の圧力は、1.
0t/cm2 とした。次に、この成形体を真空中におい
て1100℃、1時間で焼結した。リード取り付け以降
は、コンデンサAと同様な方法によりコンデンサを作製
した。
As the intermetallic compound powder of the capacitor B , dendritic Al 3 Hf having an average size of 3 μm was used. The dendritic spacing of this dendritic Al 3 Hf is about 0.1 μm. Dendritic Al 3 Hf powder is 1
Hat of 0 at% and the rest of Al were dissolved and mixed at 1700 ° C., and the mixture was poured onto a copper single roll rotating at a high speed to prepare an alloy flake having a thickness of about 0.1 mm. It is manufactured by dissolving. From this powder by a uniaxial molding press machine, 10mmφ × 3mm
A coin-shaped molded body of H was produced. The pressure during molding is 1.
It was set to 0 t / cm 2 . Next, this molded body was sintered in vacuum at 1100 ° C. for 1 hour. After attaching the leads, a capacitor was manufactured by the same method as the capacitor A.

【0019】コンデンサC 樹枝状金属間化合物粉末は、平均サイズ約10μm、樹
枝間隔約0.3μmのAlZr粉末を用いた。この樹
枝状AlZr粉末は、20at%のZrおよび残りの
Alを1600℃で溶解混合させ、これを銅製鋳型に鋳
込み、厚さが約0.3mmの合金板を作製した後、10
%塩酸水溶液中でAl部分を溶解させて製造したもので
ある。この粉末を一軸成形プレス機により、10mmφ
×3mmHのコイン状成形体を形成した。成形時の圧力
は、1.5t/cm2 とした。次に、この成形体を真空
中において1200℃、2時間で焼結した。これにリー
ドを取り付け、化成不要部分に絶縁ペーストを塗布した
後、乾燥した。続いて、化成処理を行い、酸化皮膜形成
を行った。なお、処理条件は、電圧25V、リン酸アン
モニウム液中で行った。それから通常のTaコンデンサ
でよく行われる硝酸マンガン法により、MnOの陰極
焼付けを行った。次いで、グラファイト、銀ペースト焼
付けを行った後、陰極リードを取り付け、樹脂モールド
を行って、コンデンサとした。
As the capacitor C dendritic intermetallic compound powder, Al 3 Zr powder having an average size of about 10 μm and a dendritic spacing of about 0.3 μm was used. This dendritic Al 3 Zr powder was prepared by dissolving and mixing 20 at% of Zr and the remaining Al at 1600 ° C., casting the mixture in a copper mold, and producing an alloy plate having a thickness of about 0.3 mm.
Manufactured by dissolving the Al portion in a hydrochloric acid aqueous solution. This powder is uniaxially pressed with a 10 mmφ
A coin-shaped molded body of × 3 mmH was formed. The pressure during molding was 1.5 t / cm 2 . Next, this compact was sintered in vacuum at 1200 ° C. for 2 hours. Leads were attached to this, an insulating paste was applied to the unnecessary portions for chemical conversion, and then dried. Subsequently, a chemical conversion treatment was performed to form an oxide film. The treatment conditions were a voltage of 25 V and an ammonium phosphate solution. Then, MnO 2 was subjected to cathodic baking by the manganese nitrate method which is often performed in a normal Ta capacitor. Next, after baking graphite and silver paste, a cathode lead was attached and resin molding was performed to obtain a capacitor.

【0020】コンデンサD 金属間化合物粉末としては、平均5μmサイズの樹枝状
AlHfと樹枝状AlZrの混合粉末を用いた。こ
の混合樹枝状粉末の樹枝間隔は、約0.2μmである。
混合樹枝状粉末は、10at%のHfおよび10at%
のZrと残りのAlを1700℃で溶解混合させ、これ
を銅製鋳型に鋳込み、厚さ約0.3mmの合金板を作製
した後、10%塩酸水溶液中でAl部分を溶解させて製
造したものである。この混合粉末から一軸成形プレス機
により、10mmφ×3mmHのコイン状成形体を作製
した。成形時の圧力は、1.2t/cm2 とした。次
に、この成形体を真空中において1200℃、1時間で
焼結した。リード取り付け以降は、コンデンサAと同様
な方法によりコンデンサを作製した。
[0020] As the capacitor D intermetallic compound powder, using a mixed powder of dendritic Al 3 Hf and dendritic Al 3 Zr average 5μm size. The dendritic spacing of this mixed dendritic powder is about 0.2 μm.
Mixed dendritic powder contains 10 at% Hf and 10 at%
Manufactured by dissolving and mixing Zr and the remaining Al at 1700 ° C., casting the mixture in a copper mold, making an alloy plate with a thickness of about 0.3 mm, and then dissolving the Al portion in a 10% hydrochloric acid aqueous solution. Is. A coin-shaped molded body of 10 mmφ × 3 mmH was produced from this mixed powder by a uniaxial molding press. The pressure during molding was 1.2 t / cm 2 . Next, this molded body was sintered in vacuum at 1200 ° C. for 1 hour. After attaching the leads, a capacitor was manufactured by the same method as the capacitor A.

【0021】コンデンサA〜Dの特性評価結果を表1に
示す。
Table 1 shows the characteristic evaluation results of the capacitors A to D.

【表1】 コンデンサA、Bは平均サイズおよび樹枝間隔の異なる
樹枝状AlHf粉を用いて作製したものである。コン
デンサAに対して、Bに用いた樹枝状粉末は、平均サイ
ズ、樹枝間隔が小さいために、作製した多孔状電極のも
つ表面積はBが勝っており、容量が大きくなる。また、
コンデンサA、Dは、平均サイズおよび樹枝間隔はほぼ
同じであるが、コンデンサAはAlHf単独粉末、D
はAlHfとAlZrの混合粉末を用いたものであ
る。AlHf上に形成される酸化皮膜とAlZr上
の酸化皮膜では、その比誘電率が後者の方が小さいため
に、AlZr粉末を含むDの方が容量が小さくなる。
コンデンサCは化成処理電圧がコンデンサA、B、Dに
比べて高く、形成される酸化皮膜が厚いために表面積も
小さくなる。その結果、容量も小さくなっている。しか
し、粉末の製法としてはBに比べて簡便という利点があ
る。また、漏れ電流に関しては、コンデンサA、B、
C、Dのいずれもコンデンサとして十分な値である。
[Table 1] Capacitors A and B were produced by using dendritic Al 3 Hf powders having different average sizes and intervals between branches. Compared to the capacitor A, the dendritic powder used in B has a small average size and a small dendritic spacing, so that the surface area of the prepared porous electrode is B, and the capacity is large. Also,
Capacitors A and D have almost the same average size and dendritic spacing, but capacitor A is Al 3 Hf single powder, D
Is a mixed powder of Al 3 Hf and Al 3 Zr. In the oxide film formed on Al 3 Hf and the oxide film on Al 3 Zr, the latter has a smaller relative permittivity, and thus the capacity of D containing Al 3 Zr powder is smaller.
The chemical conversion treatment voltage of the capacitor C is higher than that of the capacitors A, B, and D, and the surface area thereof is small because the oxide film formed is thick. As a result, the capacity is also reduced. However, it has an advantage that it is simpler than B as a method for producing powder. Regarding leakage current, capacitors A, B,
Both C and D have sufficient values as capacitors.

【0022】比較例1 市販の金属間化合物粉末を用いて作製した多孔状電極を
陽極としたコンデンサを試作した。金属間化合物粉末
は、平均粒径0.3μmのAlHfを用いた。この粉
末から一軸成形プレス機により、10mmφ×3mmH
のコイン状成形体を作製した。成形時の圧力は、1.2
t/cm2 とした。次に、この成形体を真空中において
1200℃、1時間で焼結した。この多孔状電極にリー
ドを取り付け、化成不要部分に絶縁ペーストを塗布した
後乾燥した。次に、化成処理を行い、電気化学的に酸化
皮膜を形成させた。処理電圧は、直流15V、リン酸ア
ンモニウム溶液中で行った。次に、Taコンデンサでよ
く行われる硝酸マンガン法により、MnOの陰極焼付
けを行った後、グラファイト、銀ペースト焼付けを行
い、陰極リードを引出し、コンデンサとした。これは金
属間化合物粉末の形態を除いて実施例におけるコンデン
サAの作製方法と同じである。
Comparative Example 1 A capacitor having a porous electrode made of a commercially available intermetallic compound powder as an anode was manufactured as a prototype. As the intermetallic compound powder, Al 3 Hf having an average particle size of 0.3 μm was used. From this powder with a uniaxial molding press machine, 10 mmφ x 3 mmH
A coin-shaped molded body of was produced. The pressure during molding is 1.2
It was set to t / cm 2 . Next, this molded body was sintered in vacuum at 1200 ° C. for 1 hour. A lead was attached to this porous electrode, an insulating paste was applied to the unnecessary portion for chemical conversion, and then dried. Next, chemical conversion treatment was performed to electrochemically form an oxide film. The treatment voltage was DC 15 V, and the treatment was performed in an ammonium phosphate solution. Next, after the cathode baking of MnO 2 was performed by the manganese nitrate method that is often performed in Ta capacitors, graphite and silver paste baking were performed, and the cathode leads were drawn out to obtain capacitors. This is the same as the manufacturing method of the capacitor A in the example except for the form of the intermetallic compound powder.

【0023】4個試作したこのコンデンサの特性評価結
果を、表2に示す。
Table 2 shows the evaluation results of the characteristics of the four prototype capacitors.

【表2】 コンデンサAの容量(表1)は、この比較例の容量(表
2)を上回っている。これは同じAlHf粉末を用い
ていても、用いる粉末の形態を樹枝状とすることによっ
てより大きな表面積を有した多孔状電極が作製できたた
めである。
[Table 2] The capacity of the capacitor A (Table 1) exceeds the capacity of this comparative example (Table 2). This is because even if the same Al 3 Hf powder was used, a porous electrode having a larger surface area could be produced by making the powder form dendritic.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上のように、本発明により、コンデン
サ容量は従来のAl電解コンデンサのものと比較して2
〜40倍程度の値の大容量コンデンサを作製することが
可能になった。
As described above, according to the present invention, the capacitance of the capacitor is 2 times that of the conventional Al electrolytic capacitor.
It has become possible to manufacture a large-capacity capacitor having a value of about 40 times.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の樹枝状金属間化合物が加圧成形、焼結
されてなる多孔状電極材料の拡大図である。
FIG. 1 is an enlarged view of a porous electrode material obtained by pressure-molding and sintering a dendritic intermetallic compound of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】樹枝状形態を有する金属間化合物Al
rおよびAlHfのいずれか1種、またはこれらの混
合粉末が、相接して多孔状に成形、焼結されてなり、か
つ該多孔体の空隙部表面が酸化されてなるコンデンサ用
多孔状電極材料。
1. An intermetallic compound Al 3 Z having a dendritic morphology.
Porous substance for a capacitor, which is formed by arranging any one of r and Al 3 Hf, or a mixed powder thereof, into a porous form by contacting with each other, and by oxidizing the surface of voids of the porous body. Electrode material.
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