电解电容器用铌铝合金粉末、其制造方法及电解电容器技术

一种用于电解电容器的Ｎｂ－Ａｌ合金粉末，所述合金粉末通过在表面形成介电层而作为电解电容器的阳极使用，其特征在于，所述Ｎｂ－Ａｌ合金粉末具有：　　　　以ＮｂＡｌ↓［３］、Ｎｂ↓［２］Ａｌ、Ｎｂ↓［３］Ａｌ或Ｎｂ为主体的微细枝晶组织；以及基体，所述基体由选自ＮｂＡｌ↓［３］、Ｎｂ↓［２］Ａｌ、Ｎｂ↓［３］Ａｌ或Ｎｂ的两种物质组成的共晶状组织或由Ａｌ组成，所述基体围绕所述枝晶组织。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于电解电容器的铌铝(Nb-Al)合金粉末及使用该合金粉末制造的电解电容器。
技术介绍
近年来，安装在电子设备等的电容器需具备如下特点体积小，容量大，价格合理，供应稳定。作为该用途的电解电容器，通常使用的是将钽粉末的烧结体用作阳极的电容器，这是因为其体积较小，容量大，电容器性能好。但是，由于钽电容器价格昂贵，同时用户也不能确定供应是否稳定，尤其是在大容量的电容器中必然导致钽粉末的使用量增加，因此，研究不使用钽的新的电容器电极材料是近年来的发展方向。因此，为实现使用钽以外的其他金属材料制造体积小、容量大的电解电容器，大量研究工作正在尝试使用铌制造电解电容器的阳极(特开昭55-157226号公报等)，原因在于氧化铌较氧化钽具有更高的介电常数，同时铌价格便宜，供应稳定。并且，在特开昭60-66806、特开昭60-216530和特开平1-124212号公报中披露了将钽-铝合金粉末或钽-铝合金箔用作阳极的构成材料。但是，在使用了具有上述文献记载的构成的阳极的电解电容器存在一些问题当由铌单体形成粉末的时候，由氧化铌形成的介电层具有热不稳定性；回流焊接处理后的漏电特性比钽电容器差。另外，根据在特开昭60-66806号公报等中披露的方法制造的铌-铝合金，尽管合金氧化膜具有很高的热稳定性，但合金中铌含量不足而氧化膜的介电常数不够大，并由于直接使用通过淬火法制造的薄带原材料，因此和由钽粉或铌粉末相比，不能确保充分大的比表面积，因此，不适合用于高容量电容器的制造，影响实际使用。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种用于电解电容器的Nb-Al合金粉末，其可以形成具有稳定介电层、电容器容量大、高耐压的电解电容器。另外，本专利技术的另一个目的在于提供一种用于电解电容器的Nb-Al合金粉末，其为了使氧化物的介电层的介电常数大而增加Nb的含量，将Nb-Al作为基本构成添加一种或多种第三种元素，从而可以形成电容器容量大、高耐压的电解电容器。另外，本专利技术的另一个目的是提供一种使用上述用于电解电容器的Nb-Al合金粉末的电解电容器。为实现上述目的，本专利技术采取了如下的构成。根据本专利技术的用于电解电容器的Nb-Al合金粉末，所述合金粉末在表面形成介电层而作为电解电容器的阳极使用，其特征在于，具有以NbAl3、Nb2Al、Nb3Al或Nb为主体的微细枝晶组织；基体，其由选至NbAl3、Nb2Al、Nb3Al或Nb的两种物质组成的共晶组织或由Al组成，所述基体围绕所述枝晶组织。同那些用于制造作为电解电容器的阳极使用的金属烧结体的钽等的一次粉相比，本专利技术的Nb-Al合金粉末，通过上述构成以及进行微细的粉末化，可以作为具有更高的耐压性和大容量的电容器材料。具有上述构成的本专利技术的Nb-Al合金粉末，在表面形成的介电层含氧化铌和氧化铝，因此，具有高介电常数的同时，同仅含氧化铌的介电层相比更加稳定，泄漏电流小。另外，本专利技术的Nb-Al合金粉末具有如下优点通过部分或者全部除去基体，容易制造将微细枝晶组织作为主要部分的多孔质粉末。将这种多孔质粉末应用于电解电容器的阳极，得到表面积大、介电层的耐压高、高性能的电解电容器。根据本专利技术的用于电解电容器的Nb-Al合金粉末，所述Nb-Al合金的铝含量为大于等于46质量百分比并小于等于90质量百分比；并且，具有以NbAl3为主体的枝晶组织；Al基体，其围绕所述枝晶组织的周围。根据该合金粉末，将Al基体通过蚀刻容易除去，因此制造多孔质粉末，得到表面积更大的电容器用合金粉末。根据本专利技术的用于电解电容器的Nb-Al合金粉末，所述Nb-Al合金的铝含量为大于等于27质量百分比并小于46质量百分比；并且，具有以NbAl3为主体的枝晶组织；NbAl3和Nb2Al的共晶状基体，其围绕所述枝晶组织的周围。根据本专利技术的用于电解电容器的Nb-Al合金粉末，所述Nb-Al合金的铝含量为大于等于14质量百分比并小于27质量百分比；并且，具有以Nb2Al为主体的枝晶组织；NbAl3和Nb2Al的共晶状基体，其围绕所述枝晶组织的周围。根据本专利技术的用于电解电容器的Nb-Al合金粉末，所述Nb-Al合金的铝含量为大于等于10质量百分比并小于14质量百分比；并且，具有以Nb3Al为主体的枝晶组织；Nb3Al和Nb2Al的共晶状基体，其围绕所述枝晶组织的周围。根据根据本专利技术的用于电解电容器的Nb-Al合金粉末，所述Nb-Al合金的铝含量为小于等于10质量百分比；并且，具有以Nb为主体的枝晶组织；Nb3Al和Nb的共晶状基体或者以Nb3Al为主体的基体，其围绕所述枝晶组织的周围。根据本专利技术的用于电解电容器的Nb-Al合金粉末，在所述Nb-Al合金中添加选至钽、钛、铪、锆、钼、钡、锶和硼中的至少一种元素。通过添加这些元素，形成电解电容器时显著提高在表面形成的介电层的介电常数。根据本专利技术的用于电解电容器的Nb-Al合金粉末，所述添加元素的含量优选为小于等于3质量百分比。当元素含量超过3质量百分比，阳极氧化膜的介电特性不稳定，在耐压高的条件下，将导致泄漏电流增加，无法得到上述的效果。根据本专利技术的用于电解电容器的Nb-Al合金粉末，在所述Nb-Al合金粉末中，作为杂质的铁的含量优选小于等于100ppm。当作为杂质的铁的含量超过100ppm时，形成电解电容器的阳极时，在表面形成的介电层的耐压下降，因此，不优选。根据本专利技术的用于电解电容器的Nb-Al合金粉末，所述微细枝晶组织的树枝间距(粗细)优选小于等于3μm。根据这种构成，粉末的表面积增加，能制造出大容量的电解电容器。特别是若使用蚀刻法除去基体而制造多孔质粉末，可以进一步增加粉末的表面积。根据本专利技术的用于电解电容器的Nb-Al合金粉末，容积密度优选为大于等于2.8g/cm3小于等于5.0g/cm3。根据本专利技术的用于电解电容器的Nb-Al合金粉末，比表面积优选为1m2/g～10m2/g。根据本专利技术的电解电容器，具有上述的Nb-Al合金粉末的阳极。具有这种结构的电解电容器体积小，容量大。根据本专利技术的制造用于电解电容器的Nb-Al合金粉末的方法，所述合金粉末在表面形成介电层而作为电解电容器的阳极使用，对Al含量为大于等于27质量百分比并小于等于90质量百分比的Nb-Al熔融金属进行淬火，制造具有枝晶间距小于等于3μm的微细枝晶组织的Nb-Al合金的粉状体或者薄带。根据上述方法，通过蚀刻，表面积容易增加，上述基体或枝晶相部分优先被蚀刻，形成保留上述枝晶组织的多孔质部。这样制造的Nb-Al合金粉末，粒子小、表面积大，并且如果在表面形成氧化物的介电层的时候，具有很大的介电常数。因此，可以实现体积小、大容量的电解电容器。另外，根据本专利技术的制造用于电解电容器的Nb-Al合金粉末的方法，在所述通过熔融金属的淬火制造Nb-Al合金的粉状体或者薄带的步骤中，冷却速度优选大于等于103℃/秒。通过将冷却速度设置在上述的范围中，可以在上述粉状体或者薄带中有效形成微细的枝晶组织，并可以提高制造的Nb-Al合金粉末的表面积。另外，上述冷却速度更优选为大于等于104℃/秒。根据本专利技术的制造用于电解电容器的Nb-Al合金粉末的方法，包括粉碎所述粉状体或者薄带而对用于电解电容器的Nb-Al合金粉末进行粉末化的步骤。具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：今荤倍正名，
申请(专利权)人：CBMM亚洲株式会社，
类型：发明
国别省市：