JPS62193238A - 電解コンデンサ陰極用アルミニウムはくの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電気化学的、化学的エツチングによる粗面化
処理によって、表面積を拡大して用いる電解コンデンサ
の陰極用アルミニウムはくの製造方法に関するもので必
る。

［従来の技術］ 電解コンデンサの静電容量は、陽極及び陰極の合成容量
となる。すなわちコンデンサ、陽極、陰極の静電容量を
それぞれＣ，ＯＡ、Ｃｃとすると、 １／Ｃ＝　１／Ｃ＋　１／ＣＣ 、’−Ｃ＝ＣＡ／　（１＋ＣＡ　／ＣＣ）したがって、
ＯＡに比べてＣ６が充分に太きい場合には、Ｃ：ＯＡと
みなすことができるので、そのときの合成容量Ｃは最大
となる。

また静電容量は極板の表面積に正比例することから、陰
極には陽極にも増して大ぎな表面積が要求される。

よって、電解コンデンサのけ能を向上させるには、陽極
用はくの静電容量だけでなく、陰極用はくのそれも増大
させることが必要である。

そこで陽極用はくと同様に、陰極用はくの静電容量を増
大させるため、はくに電気化学的、化学的エツチングに
よる粗面化処理を施して表面積を拡大させることが行な
われている。なお、表面積が大きい程、Ｎ解コンデンサ
を組立てるとき、使用するはくの量を少なくすることが
できる。この表面積は、エツチングしたはくの表面に誘
電体（酸化アルミニウム）を形成させて、電解液中で静
電容量を測定することによって評価される。

しかして、はくの表面積を拡大させるためには、はくは
微細な海綿構造にエツチングされなければならないこと
、このような１ツチング構造を形成させるには、エッチ
・ピットの生成核となる金属間化合物を均一高密度に分
布させると有効であることが知られている。

陽極用はくはエツチング後、化成して使用されるのに対
し、陰極用はくは通常化成されないか、されても極く低
電圧で化成されている。

このため、陰極用はくのエツチングでは、細かい海綿状
ピットを数多く形成されるような条件で電気化学的又は
化学的にエツチングされている。この点から陰極用アル
ミニウムはくに対しても、細かい海綿状のピッチが数多
く形成されるような特性を有することが要求されている
。

このため従来、純アルミニウム材の陰極用アルミニウム
はくには、溶湯圧延材を使用している。

この理由は、スラブから圧延する通常のはく製造工程で
製造されるはくでは、金属間化合物の大きさとその分散
が溶湯圧延材に比べて、エツチングに適した状態になり
にくいからである。

（特開昭５３−１１８２１４参照） ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、エツチングによって表面積を拡大するのに有
効な、金属間化合物の析出状態を有する陰極用アルミニ
ウムはくを、鋳造−圧延の工程によって製造する方法を
得ることがその目的である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明による、電解コンデンサ陰極用アルミニウムはく
の製造方法は、前記目的を達成するため、純度９９．５
０％以上のアルミニウムのスラブから圧延によって、は
くを製造するに当って、中間焼鈍又はＲ終焼鈍若しくは
両焼鈍を、４５０°Ｃ〜６００°Ｃに加熱し、次いで冷
却するに際し、３００℃以下の温度までは、５０℃／分
以上の冷却速度で冷却することの条件で行なうこと、た
だし中間焼鈍のみを前記条件で行ない、かつ他の最終焼
鈍を行なう場合には、この最終焼鈍を３００　℃以下の
温度で行なうことを特徴としている。

以下、本発明について詳しく説明する。

エツチングにおいては、一般にエツチング開始点が多い
程、エッチ・ピッチの数は多くなり、かつ同−電気量又
は同一時間エツチングされるときには、ピットの大きさ
はより小さくなる傾向にある。アルミニウムはくを電気
化学的又は化学的にエツチングする場合、エツチングは
金属間化合物又はその周辺で開始する。

これは電気的に不安定な状態又は転移が集中しやすい場
所であるからと考えられる。

以上のことが前述したとおり、電解コンデンサの陰極用
アルミニウムはくに金属間化合物が細かく均一に分散し
ていることが必要である理由でおる。

本発明者により、金属間化合物を細かく分散させるため
には、析出している金属間化合物を一度、アルミニウム
マトリックス中に固溶させた後、一度に多くの場所で分
散再析出させる処理を行なうことが有効であることが分
かった。

本発明は、前記金属間化合物の分散析出を得るための熱
処理として、アルミニウムはくの圧延工程中の中間焼鈍
、最終焼鈍の一方又は両方を、４５０℃〜６００　℃に
加熱し、次いで冷却を行なうに際し、３００℃以下の温
度までを５０℃／分以上の冷却速度で冷却することの条
件で行なう。

金属間化合物を固溶させるには、４５０℃以上の高温が
必要である。加熱温度の上限としては融点まででもよい
が、工業的な実用上の点から６００°Ｃか適当である。

高温にあける保持時間は、アルミニウムの純度と保持温
度によるが、実用土量も好ましい純度９９．７０〜９９
．８８％の場合では、１秒保持すれば十分で必る。保持
時間の長さに制限はない。

冷却に当っては、固溶している不純物が徐冷により析出
する温度域、すなわち３００　℃までの温度域をできる
かぎり翔時間で通過させる必要が必る。したがって、５
０°Ｃ／分以上の冷却速度が必要であり、５０°Ｃ／分
より遅い場合には、先に析出した金属間化合物の周囲に
債から析出する不純物が拡散し凝集析出する結果、金属
間化合物が大きくなって、析出物の数が減少し、かつ不
均一となるので好ましくない。一方、３００°Ｃより低
い温度域では、はとんどの不純物元素が析出し終ってい
ること、またその拡散速度が小ざくなることによって、
冷却速度か遅くても差し支えない。

中間焼鈍を前記焼鈍条件で行ない、かつ最終焼鈍を他の
条件で行なう場合には、最終焼鈍を３００°Ｃを越える
高温に加熱し、次いで５０℃／分より遅い速度で冷却す
ると、中間焼鈍により得た、金属間化合物の微細な析出
状態が損なわれる。したがって、この場合の最終焼鈍は
、３００°Ｃ以下の温度に加熱して行なわれなければな
らない。加熱後の冷却速度は、前記の理由から任意にし
てよい。

熱間圧延後、直接中間焼鈍を行なう前に、５０％以上の
圧下率で冷間圧延を行なうのが好ましい。これによって
、中間焼鈍において、金属間化合物が分散しやすくなる
。

使用する素材のアルミニウムの純度については、純度が
低い場合には、加熱時に十分に固溶しないで残っている
金属間化合物があり、これが再析出時に核となって、析
出した金属間化合物が大きくなるので、エツチングにお
いて、はくに目的とするエツチング構造が得られない。

このため、アルミニウム材の純度を９９．５０％以上に
限定する。本発明の実施においては、工業規模での操作
がしやすいことの点で、純度９９、７０〜９９．８８％
のものが最も実用的である。

以下の実施例と比較例とによって、本発明を具体的に説
明する。

［実施例］１ 表１に示す各純度のアルミニウムスラブごとに、これを
熱間圧延して３ｍｍ厚の熱延板とし、次いでこれを冷間
圧延によって１ｍｍ厚とし、次いで表２に示す焼鈍条件
のＡにより中間焼鈍した。続いて５０μｍ厚に冷間圧延
してはくとした。

このはくを表２の焼鈍条件Ｅで最終焼鈍した。

なあ、はくの一部に対しては最終焼鈍を行なわなかった
。

以上のようにして各スラブから得たはくのそれぞれに対
して、１２．５％塩酸、１％りん酸、１％しゆう酸の混
合溶液中５５°Ｃで、０．８Ａ／Ｃｍ２の電流密度によ
って、２分間６０Ｈｚの交流電解エツチングを行なった
。その後化成することなく、はう酸−アンモニア水溶液
中で静電容量を測定した。結果を表３に示す。

表１　アルミニウムスラブ 表３　はくの静電容量（μＦ／ｄｍ２）太枠内が実施例
に係るものでおる。

［実施例２］ 表１のスラブ中のＮＯ，２、ＮＯ，３、及びＮｏ。

４のそれぞれを熱間圧延して３ｍｍ厚の熱延板とした後
、冷間圧延して１ｍｍ厚とし、次いで表２の焼鈍条件Ａ
とＢで２種別の中間焼鈍を行なった。続いて共に５０μ
ｍ厚に冷間圧延してはくとした。

その後、このはくに対し、表２の焼鈍条件Ａ〜Ｅによっ
て異なる最終焼鈍を別個に行なった。

なあ、はくの一部に対しては、最終焼鈍を行なわなかっ
た。

このようにして３種のスラブから製造した各はくのそれ
ぞれに対して、実施例１と同じ処理条件でエツチングを
行なって静電容量を測定した。各はくについての結果を
表４に示す。

表　４　静電容量くμＦ／ｄｌ１２＞ ［実施例３］ 表１中のＮｏ、４のスラブを熱間圧延して３ｍｍ厚の熱
延板とし、これを直接、表２の焼鈍条件中のＡとＢによ
って２種別に、中間焼鈍した。

次いで共に冷間圧延して５０μｍ厚のはくにした。

その後、このはくに対して、表２の焼鈍条件Ａ−Ｅによ
り異なる最終焼鈍を別個にそれぞれ行なった。なお、は
くの一部に対しては中間焼鈍又は最終焼鈍を行なわず、
別の一部は両焼鈍共に行なわなかった。

以上のようにして得た各はくのそれぞれに対して、実施
例１と同様にエツチングして静電容量を測定した。

各はくについての結果は、表５に示すとおりであった。

表　５　はくの静電容量（μＦ／ｄｍ２）太枠内が実施
例に係るものである。

［発明の効果コ 従来の電解コンデンサの陰極用アルミニウムはくには、
溶湯圧延材が主に使用されていて、スラブから圧延する
通常の工程で製造されるはくでは、エツチングに適した
表面性状が得られないため、使用されていなかった。

これに対し、本発明の製造方法によれば、スラブから得
たはくにおいて、金属間化合物が微細にかつ均一に分散
していることにより、エツチングによって表面積を拡大
することができ、大きな静電容量を得ることができる。

よって、本発明により、通常の鋳造−圧延の工程材に対
し、電解コンデンサ用はくの用途が開かれた。更に、本
発明の焼鈍条件によって、はくに機械的強度の向上が与
えられる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）純度９９．５０％以上のアルミニウムのスラブか
   ら圧延によって、はくを製造する工程において、中間焼
   鈍又は最終焼鈍若しくは両焼鈍を４５０℃〜６００℃に
   加熱して、次いで冷却するに際し、３００℃以下の温度
   までは、５０℃／分以上の冷却速度で冷却することの条
   件で行なうこと、ただし中間焼鈍のみを前記条件で行な
   い、かつ他の最終焼鈍を行なう場合には、この最終焼鈍
   を３００℃以下の温度で行なうことを特徴とする電解コ
   ンデンサ陰極用アルミニウムはくの製造方法。
2. （２）中間焼鈍前の圧延を、圧下率５０％以上の冷間圧
   延で行なう特許請求の範囲第（１）項記載の電解コンデ
   ンサ陰極用アルミニウムはくの製造方法。