La cadena de terminologia: làmina lleugera, làmina gravada, làmina formada
El paper d'alumini per a condensadors passa per tres estats que sovint es confonen. La làmina lleugera, també anomenada làmina plana o electrònica, és el material enrotllat que es lliura al molí i és la veritable matèria primera de la indústria. La làmina gravada és una làmina lleugera la superfície de la qual ha estat atacada electroquímicament per multiplicar l'àrea efectiva. La làmina formada, de vegades anomenada làmina química, és una làmina gravada sobre la qual s'ha crescut un òxid anòdic per servir com a dielèctric. La làmina d'elèctrode és el terme col·lectiu per a la làmina gravada i formada, i comercialment es divideix en làmina d'ànode d'alta tensió, làmina d'ànode de baixa tensió i làmina de càtode.
Selecció de puresa i aliatge
La làmina d'ànode necessita alumini d'alta puresa, generalment del 99,99% o superior, perquè els residus de ferro, coure i silici augmenten el corrent de fuga i redueixen la tensió de resistència de l'òxid crescut. Els graus estàndard utilitzats per a l'ànode són materials de tipus 1050, 1060 i 1070, amb variants d'alta puresa on l'aplicació és crítica de tensió, mentre que la làmina de càtode es pot fer amb un material de menor puresa perquè el dielèctric no hi creix. Els límits de composició i la designació dels graus forjats s'estableixen a la ISO 209 i a les designacions nacionals corresponents, i el gruix de la làmina es classifica convencionalment com a producte per sota de 0,2 mm, amb les toleràncies de lliurament regides per EN 546-1 i normes nacionals equivalents de làmines. Els requisits dels condensadors, inclosos els mètodes de prova elèctrica, s'especifiquen a la norma IEC 60384-4.
De l'enrotllament a l'aiguafort i la conformació
La làmina lleugera s'enrotlla amb temperament suau fins a gruixos típicament de 0,020-0,120 mm per als ànodes i 0,015-0,050 mm per als càtodes, i després es talla a l'amplada requerida per la línia de bobinatge. En el gravat, la làmina es fa passar per un electròlit a base de clorur on un corrent controlat dissol l'alumini i genera una estructura de túnel o fossa; S'aconsegueixen guanys de superfície d'aproximadament 20 a 100 vegades l'àrea geomètrica, i el guany exacte s'intercanvia amb la resistència mecànica, perquè el gravat pesat fa que la làmina sigui trencadissa. A continuació, formant-se creix el dielèctric en una solució escollida per a la classe de tensió: el creixement consumeix uns 1,2-1,4 nm d'òxid per volt, de manera que una làmina formada a 500 V porta un òxid d'aproximadament 0,6-0,7 micròmetres per cara.
Etapes del producte i paràmetres típics
| Etapa | Gruix típic (mm) | Puresa d'alumini | Funció |
|---|---|---|---|
| Làmina lleugera (estoc d'ànode) | 0.020-0.120 | 99,99% i més | Matèria primera per a làmina d'ànode |
| Làmina lleugera (estoc de càtode) | 0.015-0.050 | 99,5% i més | Matèria primera per a làmines de càtode |
| Làmina gravada | com més amunt | sense canvis | Ampliació de la superfície |
| Làmina formada | com l'anterior més òxid | sense canvis | Dielèctric per a la tensió nominal |
La làmina d'ànode de baixa tensió es forma a unes quantes desenes de volts i s'optimitza per obtenir un guany d'àrea molt elevat, mentre que la làmina d'ànode d'alta tensió es forma a diversos centenars de volts i necessita una estructura de túnel més gruixuda que no es trencarà sota el camp aplicat.
Inspecció i manipulació d'entrada
Els productors de condensadors inspeccionen el perfil de gruix de làmines lleugeres a través de l'amplada, la combada, l'alçada de la rebava, el recompte de forats, la neteja de la superfície i l'oli de laminació residual, ja que qualsevol d'aquests defectes es propaga a través del gravat i la formació. Els rotlles es subministren en nuclis amb bobinatge controlat per tensió i un nombre màxim d'empalmes establert, i es manipulen en zones netes perquè les empremtes dactilars i la humitat produeixen defectes localitzats de gravat. Quan la làmina es lliura en condicions de recuit, les proves de duresa o de tracció confirmen que l'estat mecànic coincideix amb la finestra del procés de gravat. El control de les rebaves és especialment important: una vora elevada pot perforar el separador a l'element de la ferida i provocar un curtcircuit.
Preguntes freqüents
Q:Quina diferència hi ha entre la làmina lleugera i la làmina d'elèctrode?
R: La làmina lleugera és la làmina enrotllada abans de qualsevol tractament electroquímic. La làmina d'elèctrode és el mateix material després del gravat i, per als ànodes, després de la formació, i és la forma realment enrotllada al condensador.
Q:Per què les làmines d'ànode requereixen alumini de puresa del 99,99%?
R: Els elements d'impuresa com el ferro, el coure i el silici creen defectes a l'òxid anòdic i augmenten el corrent de fuga, de manera que es necessita una puresa elevada per mantenir la tensió nominal i mantenir baixes les pèrdues.
Q:Es pot utilitzar la mateixa làmina per a ànode i càtode?
A: Normalment no. L'ànode té una puresa més alta i més gruixuda, mentre que la làmina de càtode és generalment de menor puresa i més prima perquè no hi ha dielèctric.
Q:Com afecta el gravat a la resistència mecànica?
R: El gravat elimina l'alumini i crea una estructura porosa, de manera que la resistència a la tracció i l'allargament cauen a mesura que augmenta el guany de superfície. La finestra del procés s'estableix on el guany de capacitat necessari encara deixa prou força per a l'enrotllament.
Q:Quina tolerància de gruix és normal per a la làmina electrònica?
R: Els lliuraments de molí estan certificats amb l'estàndard de làmina aplicable, amb bandes de tolerància normalment en el rang d'un poc per cent del gruix nominal, i el perfil en lloc del gruix d'un punt és el que mesura la línia del condensador.
Q:Com s'ha d'emmagatzemar el paper electrònic?
R: A l'embalatge original, a temperatura estable i baixa humitat, lluny del contacte directe amb les mans nues, perquè la humitat i la contaminació canvien el comportament de gravat i poden provocar defectes localitzats.