一种用脉冲直流叠加电流制备中高压腐蚀箔的方法技术

本发明专利技术涉及一种用脉冲直流叠加电流制备中高压腐蚀箔的方法，包括以下步骤：前一处理、前二处理、一级发孔、中处理、二级发孔和后处理，所述方法通过前一处理以强碱性溶液去除铝箔表面氧化膜、前二处理以强酸性溶液中和铝箔表面残留碱性溶液、一级发孔通过脉冲直流叠加电流的方法生成孔洞、中处理通过直流进一步扩大孔洞的半径和深度，二级发孔通过后处理化学侵蚀掉铝箔表面残留的铝离子，整个工艺流程简单，对腐蚀槽液变化可适性强，产生的腐蚀孔洞均匀平整，较大幅度提升了腐蚀箔的静电比容，同时有着较为优良的机械性能，解决了传统腐蚀工艺中发孔过程不能断电的限制。

【技术实现步骤摘要】
一种用脉冲直流叠加电流制备中高压腐蚀箔的方法
本专利技术涉及中高压阳极腐蚀箔的制备领域，具体涉及一种用脉冲直流叠加电流制备中高压腐蚀箔的方法。技术背景传统的中高压阳极箔采用的是铬酸腐蚀体系，优点是由于铬酸本身的腐蚀能力较强，因此所需要的电流较小，在发热量和静态比容方面有着较大优势，但是由于铬酸体系面临愈发严重的环保压力，国外已基本停止使用，国内企业也正在积极淘汰当中。目前国内外的主流腐蚀工艺一般均是硫酸和盐酸的混酸体系，其基本工艺流程包括前处理→一级发孔→二级扩孔→后处理，前处理的主要目的在于祛除光箔表面的油污、氧化膜以及部分杂质，获得更为均匀、活化的光箔表面；一级过程是整个腐蚀工艺的关键，合理搭配混酸比例，配合电流、电量和温度等关键参数，从而形成分布均匀、密度合理的初始孔洞，由于一级过程必须持续加电，因此导致了孔洞中铝离子不能及时排除，不能产生理想的隧道模型孔洞，孔洞产生褶皱，部分孔洞生长发生转向，产生枝杈孔洞，这就极大的降低了腐蚀箔性能；二级扩孔则是进一步扩大孔径和孔深，根据不同工作电压对腐蚀孔洞要求不同，二级过程使用2-5个V的电解槽，一般孔径要求越大，二级过程电解时间越长，由于二级过程一般采用酸性溶液，在长时间的电解过程会产生强烈的自腐蚀现象，因此二级过程一般会产生较为严重的剥蚀现象，从而导致电解所需电量增加和铝箔的机械性能下降；后处理过程则是清洗铝箔表面及孔洞中残留铝离子，增加腐蚀箔表面清洁度。
技术实现思路
专利技术概述本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提出一种用脉冲直流叠加电流制备中高压阳极箔的腐蚀箔的方法，该方法可以解决一级发孔过程中孔洞不均匀、发热量过大以及二级扩孔过程剥蚀导致失重率偏高、机械性能和静电比容偏低等问题。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案提供了一种脉冲直流叠加电流中高压腐蚀箔的制备方法，包括以下步骤：a)前一处理：将光箔原料放入0.5-1mol/L的氢氧化钠溶液中，在30-40℃处理60-120Sec；b)前二处理：将上述经过前一处理的铝箔放入浓度为1-5Wt％硫酸和10-20Wt％硝酸混合溶液中，在55-70℃处理90-120Sec；c)一级发孔：将经过上述前二处理后的铝箔放入浓度为30-50Wt％的硫酸、3-5Wt％的盐酸、1-2Wt％的铝离子的槽液中，在60-80℃下电解50-80Sec；d)中处理：将经过发孔步骤处理的铝箔放入3-5％Wt％稀磷酸溶液中，在55-65℃处理120-180Sec；e)二级发孔：将经过中处理的铝箔放入槽液成分配比为5-8Wt％的硝酸、0.2-0.5Wt％的铝离子和0.01-0.5Wt％的聚苯乙烯磺酸钙溶液中，在65-80℃直流加电处理12-18min；f)后处理：将经过二级发孔的铝箔放入含1-3Wt％硝酸、0.5-3Wt％铝离子的溶液中，在60-70℃浸泡3-4min；g)烘干：将经过后处理的铝箔放入80-120℃的鼓风干燥箱中处理2-5min，烘干后收箔。专利技术详述根据本专利技术的技术方案提供的一种制备脉冲直流叠加电流中高压腐蚀箔的方法，由于光箔表面氧化膜厚度以及均匀性直接关系到一级发孔过程的难易程度和均匀性，因此选择合适的前处理工艺非常重要。在本专利技术的技术方案中将前处理分为两步，前一处理是先对高纯铝箔进行碱性预处理的过程：使用浓度为0.5-1mol/L，添加有60-90ppm的铟元素和20-40ppm的铈元素氢氧化钠溶液，在30-40℃的温度下处理60-120Sec去除光箔表面的油污、溶解部分表面氧化膜，获得表面均匀、氧化膜较薄的铝箔；前二处理是使用酸性溶液中和光箔表面残留碱性物质的过程：使用1-5Wt％硫酸，10-20Wt％硝酸，在55-70℃的温度条件下处理90-120Sec后中和光箔表面残留的碱性物质，酸化铝箔表面氧化膜，有利于在一级发孔之前形成均匀分布的孔蚀点。一级发孔腐蚀：一级过程是整个腐蚀工艺的关键，直接决定着孔洞密度程度和均匀与否，传统的中高压腐蚀工艺均采用恒直流电化学腐蚀，其缺点在于一方面持续的大电流会导致铝箔表面发热量较大，从而容易腐蚀箔外观、容量和折弯性能等方面出现偏差，另一方面持续的恒直流电亦会导致腐蚀过程中铝离子不能及时排出，使得腐蚀孔洞生长方向发生偏离甚至转向，造成腐蚀孔洞纵向方向的不均匀性和横向方向的无用支孔增加，从而降低了腐蚀箔性能。因此，本专利技术采用了一种脉冲直流叠加电流腐蚀的方法，在一个单组或多组脉冲，正向占空比50-80％，正向平均电流约0.4-0.8A/cm2，正向时间100ms的基础上施加一个持续5-15A恒直流，即在保证在不断电的基础上实现大小电流的交替腐蚀，从而满足在小电流阶段腐蚀过程铝箔表面及时散热和孔洞生长过程铝离子得以及时交换出来。中处理：由于二级扩孔过程一般时间较长，在长时间的酸液浸泡中铝箔表面产生剥蚀现象，这会明显的降低腐蚀箔性能，因此在中处理步骤放入3-5Wt％稀磷酸溶液当中，在55-65℃的温度条件下处理120-180Sec，有助于表面形成磷酸根钝化膜，从而在二级扩孔过程中，更多的电量用于孔洞的纵深生长，降低能耗的同时较少铝箔表面剥蚀。根据上述技术方案提供的制备中高压腐蚀箔的方法，光箔原材料是经过高温真空分段退火处理、厚度为110-130μm、立方织构≥92％的高纯铝箔。根据上述技术方案提供的制备中高压腐蚀箔的方法，光箔原料的纯度≥99.98％，其中杂质元素Pb、Zn、Mg、Cu、Fe和Si的含量分别为0-1.0ppm、2-3ppm、3-7ppm、40-70ppm、5-15ppm、5-25ppm。根据上述技术方案提供的制备中高压腐蚀箔的方法，前一处理的处理液中添加有铟元素和铈元素，其含量分别为60-90ppm和20-40ppm。根据上述技术方案提供的制备中高压腐蚀箔的方法，一级发孔所施加电流为直流脉冲的叠加电流。根据上述技术方案提供的制备中高压腐蚀箔的方法，叠加电流是在10-20A小直流电的基础上增加一个单组或多组脉冲，其中正向占空比为50-80％，正向平均电流为0.4-0.8A/cm2，正向时间为100ms。根据上述技术方案提供的制备中高压腐蚀箔的方法，二级发孔过程中采用3-4个电解槽，槽液成分中添加0.01-0.03Wt％的聚苯乙烯磺酸钙，电流密度0.05-0.1A/cm2。根据上述技术方案提供的制备中高压腐蚀箔的方法，后处理采用含铝离子的硝酸稀溶液，硝酸浓度为1-2Wt％，铝离子浓度为1-2Wt％。除非明确地说明与此相反，否则，本专利技术引用的所有范围包括端值。例如，“正向平均电流为0.4-0.8A/cm2”表示正向平均电流的范围为为0.4≤I≤0.8A/cm2范围为1.5≤W≤3.0。本专利技术的有益效果在于：1)本专利技术提供的制备方法在传统的硫酸工艺流程基础上，将前处理过程分成两段，碱处理和酸处理，在一级发孔过程中使用了脉冲直流叠加电流的加电腐蚀方式，在二级扩孔之前采用稀磷酸覆膜钝化，在后处理阶段使用含铝离子的硝酸稀溶液，该方法整个工艺流程简单，对腐蚀槽液变化可适性强，产生的腐蚀孔洞均匀平整，较大幅度提升了腐蚀箔的静电比容，同时有着较为优良的机械性能，解决了传统腐蚀工艺中发孔过程不能断电的限制。2)前一处理使用碱性溶液祛除光箔表面油污，溶解表面氧化膜，获得表面均匀、氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用脉冲直流叠加电流制备中高压腐蚀箔的方法，其特征在于，包括以下步骤：a)前一处理：将光箔原料放入0.5‑1mol/L的氢氧化钠溶液中，在30‑40℃处理60‑120Sec；b)前二处理：将上述经过前一处理的铝箔放入浓度为1‑5Wt％硫酸和10‑20Wt％硝酸混合溶液中，在55‑70℃处理90‑120Sec；c)一级发孔：将经过上述前二处理后的铝箔放入浓度为30‑50Wt％的硫酸、3‑5Wt％的盐酸、1‑2Wt％的铝离子的槽液中，在60‑80℃下电解50‑80Sec；d)中处理：将经过发孔步骤处理的铝箔放入3‑5Wt％稀磷酸溶液中，在55‑65℃处理120‑180Sec；e)二级发孔：将经过中处理的铝箔放入槽液成分配比为5‑8Wt％的硝酸、0.2‑0.5Wt％的铝离子和0.01‑0.5Wt％的聚苯乙烯磺酸钙溶液中，在65‑80℃直流加电处理12‑18min；f)后处理：将经过二级发孔的铝箔放入含1‑3Wt％硝酸、0.5‑3Wt％铝离子的溶液中，在60‑70℃浸泡3‑4min；g)烘干：将经过后处理的铝箔放入80‑120℃的鼓风干燥箱中处理2‑5min，烘干后收箔。

【技术特征摘要】
1.一种用脉冲直流叠加电流制备中高压腐蚀箔的方法，其特征在于，包括以下步骤：a)前一处理：将光箔原料放入0.5-1mol/L的氢氧化钠溶液中，在30-40℃处理60-120Sec；b)前二处理：将上述经过前一处理的铝箔放入浓度为1-5Wt％硫酸和10-20Wt％硝酸混合溶液中，在55-70℃处理90-120Sec；c)一级发孔：将经过上述前二处理后的铝箔放入浓度为30-50Wt％的硫酸、3-5Wt％的盐酸、1-2Wt％的铝离子的槽液中，在60-80℃下电解50-80Sec；d)中处理：将经过发孔步骤处理的铝箔放入3-5Wt％稀磷酸溶液中，在55-65℃处理120-180Sec；e)二级发孔：将经过中处理的铝箔放入槽液成分配比为5-8Wt％的硝酸、0.2-0.5Wt％的铝离子和0.01-0.5Wt％的聚苯乙烯磺酸钙溶液中，在65-80℃直流加电处理12-18min；f)后处理：将经过二级发孔的铝箔放入含1-3Wt％硝酸、0.5-3Wt％铝离子的溶液中，在60-70℃浸泡3-4min；g)烘干：将经过后处理的铝箔放入80-120℃的鼓风干燥箱中处理2-5min，烘干后收箔；其特征在于，所述一级发孔所施加电解电流为直流脉冲的叠加电流。2.根据权利要求1所述的用脉冲直流叠加电流制备中高压腐蚀箔的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖登辉，曹文亮，
申请(专利权)人：东莞市长安东阳光铝业研发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44