固體鉭電解電容器的失效機(jī)理
發(fā)布時(shí)間:2018/2/8 20:27:32 訪問(wèn)次數(shù):733
但是,也發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生電容量負(fù)超差失效的情況。特別在高溫負(fù)荷工作(或試驗(yàn))與高溫儲(chǔ)存試驗(yàn)的初期, HZICT51117814X0G電容量出現(xiàn)負(fù)變化,主要由于薄膜表面吸收的水分不斷排出而代之以干燥空氣。對(duì)于聚合不良的薄膜介質(zhì)或表面吸濕嚴(yán)重的電容器,其容量減少更加明顯。此外,由于電容器的引線與鋁箔極板點(diǎn)焊不牢或點(diǎn)焊接觸電阻過(guò)大也會(huì)引電容量負(fù)超差失效。
固體鉭電解電容器的失效機(jī)理
固體鉭電解電容器是將鉭粉壓制成型,在高溫爐燒結(jié)而成陽(yáng)極體,其電介質(zhì)是將陽(yáng)極體放入酸中賦能而形成多孔性非晶型的五氧化二鉭( Ta。O。)介質(zhì)膜,其工作電解質(zhì)為硝酸錳溶液經(jīng)高溫?zé)岱纸庑纬傻亩趸i(Mn0:),然后被石墨層作為引出連接用。固體鉭屯解電容器的失效機(jī)理與其結(jié)構(gòu)、材料及工藝特點(diǎn)有著密切的關(guān)系。其失效分為破壞性失效和劣化失效。前者主要是擊穿失效,后者主要是參數(shù)超差(如容量超差、漏電流增大等)失效。
擊穿失效
固體鉭電解電容器的介質(zhì)氧化膜五氧化二鉭(Ta。O。),由于原材料不純或工藝中的原因而存在雜質(zhì)、裂紋、孔洞等疵點(diǎn)和缺陷,雖然鉭塊在高溫?zé)Y(jié)時(shí),大部分被燒毀或蒸發(fā)掉,但仍有少量存在。在賦能、老練過(guò)程中,這些疵點(diǎn)在電壓、溫度的作用下成為場(chǎng)致晶化的發(fā)源地——晶核,在長(zhǎng)期作用下,促使介質(zhì)膜以較快的速度發(fā)生物理、化學(xué)變化,也就是應(yīng)力的積累,到一定時(shí)候引起介質(zhì)的局部擊穿和過(guò)熱。例如,在一定溫度下(425~450℃)因Mn0。的熱分解還原成電阻系數(shù)較大的Mn。O。和新生態(tài)氧而得到自愈;如果溫度更高
(550~800℃)無(wú)定形的介質(zhì)氧化膜還會(huì)轉(zhuǎn)變成介電性能很差的結(jié)晶型氧化膜,通常把此轉(zhuǎn)變稱為熱致晶化。如果介質(zhì)中含有雜質(zhì),在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下,即使在比較低的溫度下(例如,在O~100℃)也能出現(xiàn)晶化,把此稱為場(chǎng)致晶化。當(dāng)介質(zhì)中因工藝原因已出現(xiàn)晶核,則在電場(chǎng)和溫度作用下,晶區(qū)不斷擴(kuò)大,而形成晶化的氧化膜,從而導(dǎo)致漏電流急劇增大而擊穿。
但是,也發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生電容量負(fù)超差失效的情況。特別在高溫負(fù)荷工作(或試驗(yàn))與高溫儲(chǔ)存試驗(yàn)的初期, HZICT51117814X0G電容量出現(xiàn)負(fù)變化,主要由于薄膜表面吸收的水分不斷排出而代之以干燥空氣。對(duì)于聚合不良的薄膜介質(zhì)或表面吸濕嚴(yán)重的電容器,其容量減少更加明顯。此外,由于電容器的引線與鋁箔極板點(diǎn)焊不牢或點(diǎn)焊接觸電阻過(guò)大也會(huì)引電容量負(fù)超差失效。
固體鉭電解電容器的失效機(jī)理
固體鉭電解電容器是將鉭粉壓制成型,在高溫爐燒結(jié)而成陽(yáng)極體,其電介質(zhì)是將陽(yáng)極體放入酸中賦能而形成多孔性非晶型的五氧化二鉭( Ta。O。)介質(zhì)膜,其工作電解質(zhì)為硝酸錳溶液經(jīng)高溫?zé)岱纸庑纬傻亩趸i(Mn0:),然后被石墨層作為引出連接用。固體鉭屯解電容器的失效機(jī)理與其結(jié)構(gòu)、材料及工藝特點(diǎn)有著密切的關(guān)系。其失效分為破壞性失效和劣化失效。前者主要是擊穿失效,后者主要是參數(shù)超差(如容量超差、漏電流增大等)失效。
擊穿失效
固體鉭電解電容器的介質(zhì)氧化膜五氧化二鉭(Ta。O。),由于原材料不純或工藝中的原因而存在雜質(zhì)、裂紋、孔洞等疵點(diǎn)和缺陷,雖然鉭塊在高溫?zé)Y(jié)時(shí),大部分被燒毀或蒸發(fā)掉,但仍有少量存在。在賦能、老練過(guò)程中,這些疵點(diǎn)在電壓、溫度的作用下成為場(chǎng)致晶化的發(fā)源地——晶核,在長(zhǎng)期作用下,促使介質(zhì)膜以較快的速度發(fā)生物理、化學(xué)變化,也就是應(yīng)力的積累,到一定時(shí)候引起介質(zhì)的局部擊穿和過(guò)熱。例如,在一定溫度下(425~450℃)因Mn0。的熱分解還原成電阻系數(shù)較大的Mn。O。和新生態(tài)氧而得到自愈;如果溫度更高
(550~800℃)無(wú)定形的介質(zhì)氧化膜還會(huì)轉(zhuǎn)變成介電性能很差的結(jié)晶型氧化膜,通常把此轉(zhuǎn)變稱為熱致晶化。如果介質(zhì)中含有雜質(zhì),在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下,即使在比較低的溫度下(例如,在O~100℃)也能出現(xiàn)晶化,把此稱為場(chǎng)致晶化。當(dāng)介質(zhì)中因工藝原因已出現(xiàn)晶核,則在電場(chǎng)和溫度作用下,晶區(qū)不斷擴(kuò)大,而形成晶化的氧化膜,從而導(dǎo)致漏電流急劇增大而擊穿。
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