江西有色金属  1990, Vol. 4 Issue (1): 13-13, 51
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影响钽片电性能因素的探讨[PDF全文]
余国峰     
九江有色金属冶炼厂
摘要:影响钽片电性能有钽片自身的因素和外部因素,本文仅就内在因素进行了探讨,分析了缺陷种类和晶粒度对电性能的影响。
关键词钽片电性能    晶粒度    
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一、 影响电性能的因素

纯钽片主要应用于电子工业制作液体钽电容器钽盖,对化学成分、力学性能、电性能、抗脆性能、表面状态、公差尺寸等有严格的要求。尤以电性能为重要,现就钽片的内在质量对电性能的影响,作如下探讨。

1.化学成分。化学成分是影响电性能主要因素之一,化学成分越纯,电性能越好,尤其要严格控制C、N、O及高熔点杂质的含量,这是因为,C、N能与Ta反应生成高熔点化合物TaC (熔点3800℃)、TaN(熔点2980℃),而氧则与高熔点金属杂质Zr、Ti等,生成第二相氧化粒子,这些化合物熔点高,不易去除,当钽片氧化形成膜,电流集中流经这些杂质存在的部位,伴随发热,使周围的Ta2O5晶化,形成氧化膜不连续,出现裂纹和疵点,漏电流增加。当N含量由50增至300ppm时,漏电流增加20倍,C含量由30增至200ppm,漏电流由35增至200微安/克,即漏电流随含碳量增加而急剧增加,致使钽块闪火电压下降;O含量从220增加到720ppm,也会使漏电流增加5—10倍。

钽片化学成分不同电性能也不同。

表 1 化学成分与电性能关系
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2.晶粒度。取两个不同晶粒、制作工艺条件相同的片材,测定粒度,1号样晶粒度为7—8级,2号样晶粒度为4级,电性能如表 2

表 2 晶粒度对电性能影响
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晶粒越大,晶界面积越少,杂质分布于晶界,致使漏电流增加,反之亦然。

3.表面状况好坏,直接影响片材电性能,取一块片材,分别人为地造成不同缺陷,相同条件下,测得试样的漏电流值如表 3

表 3 漏电流值
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表 3可知,缺陷影响电性能,且缺陷的形式不同影响程度也不同,针状孔洞最有害,因为表面无缺陷时,氧化膜致密均匀,漏电流小,一旦发生机械划痕、孔洞和疵点,其阳极氧化膜出现缺陷,漏电流随之增加,导致膜层与缺陷部位金属附着不牢,甚至脱落,且缺陷多,很难形成氧化膜,造成电场集中,在较低的电压条件下,也会发生闪火,将膜层破坏,形成晶化,漏电流急剧增加。

4.后续加工。取片材一块,测试电性能,再将其冲压成钽盖测试电性能。

片材经加工遭受破坏且晶粒变形、位错密度增大,出现新缺陷,漏电流随之增加。

表 4 片材与钽盖电性能
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二、 结语

1.化学成分越好漏电流越小,尤其是CN、O含量应尽量降低。

2.在保证机械性能的前提下,晶粒度控制得越细,漏电流越小,以7—8级为宜。

3.表面缺陷导致漏电流增加,针状孔洞最为有害。