电解电容器的阳极氧化

    在电解电容器的阳极上形成-层致密、绝缘性能良好、性能稳定的介质氧化膜的工序称为赋能。由于用来做电容器介质的氧化膜是附在阳极上并采用阳极氧化方法生成的,所以也称赋能工艺为阳极氧化工艺，称这层介质膜为阳极氧化膜。现以铝箔的赋能工艺为例作简要说明。

      1)赋能机理

      赋能是利用电解池原理，使经腐蚀的铝箱在电解池中作为阳极而表面被氧化。铝箱整能时采用弱酸溶液(如硼酸溶液)作电解液、腐蚀铝箔作阳极、电解槽作阴极,施加定电压后在阳极箔上形成一定厚度的氧化膜。其电极反应为


      该电极反应过程有氢气在阴极逸出，阳极上新生态氧[o]使铝氧化生成Al203,少部分[O]形成氧气O2逸出。

      铝离子摆脱其晶格的束缚而形成Al2O3的能量是来自于外加电场。考虑到铝、氧的电极电位分别是-1.67V和+ 0.40V,它们的电极电位差为2.07V,而氧化铝膜的厚度一般在10-6厘米量级所以，只有适当控制赋能电压,使氧化膜内的场强E>2x 10*V/cm时,阳极氧化的电极过程才得以顺利进行。

      2)铝氧化膜的结构与赋能电解液

      赋能过程中,由于赋能电解液性质的影响、引起生长氧化膜过程的急骤或缓慢、电解液对氧化膜的溶解性等,使铝氧化膜呈现不同结构。由电解液性质不同,引起氧化膜结构大致有以下四种:

      (1)在不溶解铝及铝氧化膜的电解液中生成致密氧化膜 目前采用的不溶解铝和铝氧化膜的电解液多为硼酸和硼砂水溶液，另外还有已二酸,柠檬酸、酒石酸、水杨酸等水溶液。硼酸形成液中生成的氧化膜抗水合能力差、易和水起作用，使氧化膜质量变坏,在制造工艺中采用高温(500C )烘膜,使氧化膜转变为电容器所需要的r' - Al2O3和Y- Al2O3。

      (2)在既能溶解又能生成氧化膜的电解液中生成多孔性氧化膜  目前采用的既能溶解又能生成氧化膜的电解液有草酸、磷酸、硫酸、铬酸等水溶液。多孔膜的作用在于其隔绝工作介质膜与外界的直接接触，从而保护致密膜(工作介质)少受机械损伤;使进人该膜层中的CI-和So2-不再回到衬垫材料及电解液中或进人工作介质膜,从而保护致密膜不被肩蚀;吸吮工作电解液,有助于对介质膜进行修补，确保致密膜能承受较高电场的作用。但由于多孔膜加厚了氧化膜的总厚度,导致单位面积阳极铝箔形成的电容量显著下降,所以只在特殊需要的场合才形成这种多孔性氧化膜。

      (3)在高纯水中，铝箔表面则生成水合氧化膜(Al2O3 H20)  用作高压或中压电解电容器的腐蚀铝箔，如在形成介质氧化膜前已生成一层较厚的水合膜,则在形成时,介质膜会在水合膜下生长,且有一部分水 合膜被转化成电性能较好的致密介质膜，提高了形成效率。但水合氧化膜搁置过久会难于转化成致密膜，还将导致制成的电容器损耗角正切值变大:因此要注意获取新鲜的水合膜并及时进行致密氧化膜的形成。

      (4)多孔性氧化膜经沸水处理，生成密封性氧化膜(封孔膜) 多孔性氧化膜经沸不处理后会转化成铝水合膜,其体积较前者增大约三分之一将 原来的小孔填封,生成一层口封性的氧化膜。