电极布置对电容器铝箔失重和比容均匀性的影响钢绞线

电极布置对电容器铝箔失重和比容均匀性的影响

电极布置对电容器铝箔失重和比容均匀性的影响 2011： 中图分类号:TM535.2　　文献标识码：A　　文章编号：1001-2028(1999)06-0014-02　　由于交流电侵蚀设备的特点,实验室静态试验的结果应用到工业动态装置时，难以实现实验室的高比容效果。工业侵蚀铝箔使用的导电石墨电极长度为1.0～1.5 m，而且是动态腐蚀过程。实验室采用的石墨电极一般不超过0.3 m，而且是静态侵蚀，这种差异的研究和理论分析未见报道。另外，电容器铝箔的实际生产设备上，导电石墨电极间距有很多种尺寸，从40～90 cm。从设备紧凑性和降低电解电压考虑，电极间距应当是越小越好，但究竟设计多少间距为好并不清楚，也没有理论依据和相关文献报道。　　笔者研究了高纯铝箔在50 Hz交流电侵蚀时，石墨电极间距和长度、通电方式等因素对铝箔失重及比容均匀性的影响,以探明造成静态和动态比容差异的设备因素，为铝箔侵蚀设备的设计和操作提供一些规律性的依据。1　实验材料及方法　　实验材料选用90 μm厚的日本高纯铝箔。铝箔试样在NaOH和HNO3中预处理，水洗备用。变压器控制交流电的恒电流电解侵蚀，铝箔和石墨板在电解槽中分别作为电极。石墨长1 300 mm，宽130 mm；电解槽深1 200 mm，实验用铝箔长1 200 mm，液下侵蚀深度1 000 mm；两个石墨电极间距为45 mm或90 mm；电解槽设计最大电流600 A。　　采用两种通电方式：一种是交流电接于两个石墨电极，铝箔电场通电；另一种是交流电一极接石墨，一极接铝箔，铝箔直接通电。　　侵蚀液选用HCl＋H2SO4体系，工业纯药品配制，浓度依试验条件而定。侵蚀箔水洗干燥后按铝箔距液面的距离裁剪取样，用万分之一天平称量失重。另外，侵蚀铝箔也按距液面的距离取样，在化成溶液中用20 V测试阳极氧化，按JCC方法用YY2810-LRC数字电桥测量比容。　　实验取样时，将实验铝箔在液面的位置定为取样方向的x轴的零点，液面指向溶液深处为x正方向，为了避免液面泡沫对侵蚀铝箔的影响误差，对侵蚀箔从x＝5 cm处开始取样。为了消除实验施加电量差异的影响,将x＝5 cm处的侵蚀铝箔重m1和比容C1作为比较基准，测取液下不同距离x的侵蚀箔重m和比容C，则可得到的失重差和比容差。即：　失重差定义为：△m/m=(m-m1)/m　　(1)　比容差定义为：△C/C=(C-C1)/C　　(2)　　从失重差和比容差在侵蚀铝箔浸入深度上的分布均匀性就可以讨论电解槽中外加在电极上的电流均匀性。2　实验结果及讨论　　图1和图2是石墨间距分别为45 mm和90 mm，铝箔电场通电时,侵蚀铝箔的△m/m和△C/C与铝箔在液下距离x的关系。可见，液面附近的侵蚀铝箔失重和比容最大，随铝箔在侵蚀液的浸入深度加深，△m/m和△C/C越来越大。两种间距中45 mm间距的△m/m和△C/C随深度变化更大。　　图3和图4是铝箔直接通电时，侵蚀铝箔的△m/m和△C/C与液下深度的关系。图中变化趋势与铝箔电场通电相似：浸入深度加深，△m/m和△C/C越来越大，但仍然是石墨间距90 mm的变化较小。图1　铝箔失重差与液下距离的关系(铝箔电场通电)图2　铝箔比容差与液下距离的关系(铝箔电场通电)图3　铝箔失重差与液下距离的关系(铝箔直接通电)图4　铝箔比容差与液下距离的关系(铝箔直接通电)　　图5和图6是90 cm和45 cm两种间距条件下,铝箔直接通电与铝箔电场通电的结果之比较。从图可见，无论石墨间距45 mm还是90 mm,铝箔直接通电的△m/m和△C/C与铝箔在电场通电相比较变化都较小。这表明在直接加电场合，外加侵蚀电流在整个铝箔侵入深度上的分布更为均匀。图5　铝箔失重差与液下距离的关系(石墨间距45 mm)图6　铝箔失重差与液下距离的关系(石墨间距90 mm)　　图7是铝箔在电解槽中侵蚀的等效电路。本试验中使用石墨电极，电导率不大（电导率约为

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