লেপযুক্ত অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং বৈশিষ্ট্যের উপর রাসায়নিক গঠনের প্রভাব এবং ট্রেস উপাদানগুলির নিয়ন্ত্রণ

প্রলিপ্ত অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের জন্য ব্যবহৃত কাঁচামাল হল শিল্প উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়াম কয়েল, এবং বিশুদ্ধতা 99.93% (ভাংশ ভগ্নাংশ) এর উপরে হওয়া প্রয়োজন। তাদের মধ্যে, প্রলিপ্ত অ্যালুমিনিয়াম কয়েলে আল এর ভর ভগ্নাংশ 99.99% এর উপরে হওয়া প্রয়োজন। শিল্প উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়ামের অপরিষ্কার উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে Fe, Si, Cu, Mg, Zn, Mn, Ni, Ti, ইত্যাদি, যার মধ্যে Fe, Si, এবং Cu প্রধান। উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়ামের বিশুদ্ধতা তার পুনরুদ্ধারের তাপমাত্রাকে প্রভাবিত করতে পারে। অ্যানিলিং প্রক্রিয়া চলাকালীন, এর অপরিষ্কার উপাদানগুলির কঠিন দ্রবণ পরমাণুগুলি উপ-শস্যের সীমানায় বিতরণ করা হয়, যা শস্যের সীমানা স্থানান্তরকে বাধাগ্রস্ত করতে পারে, যার ফলে ঘন-ভিত্তিক শস্যের বৃদ্ধিকে প্রভাবিত করে, যার ফলে ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটারগুলির কার্যকারিতা প্রভাবিত হয়। বর্তমান আন্তর্জাতিক প্রবণতা হল ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরগুলির জন্য অ্যালুমিনিয়াম কয়েলগুলিতে Fe, Si এবং Cu-এর নিম্ন সামগ্রী প্রয়োজন, যখন অন্যান্য অপরিচ্ছন্ন উপাদানগুলির বিষয়বস্তু কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা হয়।

(1) ফে এর প্রভাব।

উচ্চ-বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়ামের সবচেয়ে ক্ষতিকর অপবিত্রতা উপাদান হল Fe। এর বিষয়বস্তু এবং বন্টন আকৃতি প্রলিপ্ত অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করতে পারে। Fe সাধারণত উচ্চ-বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম কয়েলে কঠিন দ্রবণ আকারে বিদ্যমান। বর্ধিত Fe বিষয়বস্তু ঘন কাঠামোর সামগ্রীকে হ্রাস করবে; Fe এর অসম বন্টন মোটা দানা, অসম জারা এবং অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যের অবনতির দিকে নিয়ে যাবে। এর বিষয়বস্তুর সাথে তুলনা করে, ফে-এর উপস্থিতি এবং বন্টন প্রলিপ্ত অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের কর্মক্ষমতার উপর বেশি প্রভাব ফেলে। আল-এ Fe-এর দ্রবণীয়তা অত্যন্ত ছোট। বিভিন্ন তাপমাত্রায়, Fe Al-এ দ্রবণীয় এবং এছাড়াও FeAl₃ এবং FeAl-এর মতো কণার আকারে পৃথক বা অবক্ষয় করা যেতে পারে।₆.

যখন AI ম্যাট্রিক্সে আরও Fe কঠিন দ্রবীভূত হয়, তখন এটি অ্যানিলিং প্রক্রিয়ার সময় বড়-কোণ শস্যের সীমানা স্থানান্তরকে বাধা দেয়, ঘন কাঠামোর গঠন এবং বৃদ্ধিকে বাধা দেয় এবং পুনঃক্রিস্টালাইজেশন তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে, যার ফলে এটি তৈরি হয় আর টেক্সচার, কিউবিক টেক্সচার স্ট্রাকচার কন্টেন্ট কমিয়ে দেয়। Fe যখন FeAl₂ এবং FeAl আকারে বর্ষণ করে₆যৌগ, এটা ক্ষয়প্রাপ্ত অ্যালুমিনিয়াম কুণ্ডলী কর্মক্ষমতা অবনতি হবে.

এটি দেখা যায় যে উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়ামে যে অবস্থায়ই Fe বিদ্যমান থাকুক না কেন, এটি অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের অ্যানিলিং প্রক্রিয়া এবং অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের ক্ষয় চলাকালীন ঘন কাঠামোর গঠন এবং বৃদ্ধির জন্য অনুকূল নয়। অতএব, উত্পাদনকারী সংস্থাগুলি প্রলিপ্ত অ্যালুমিনিয়াম কয়েলগুলির উত্পাদন প্রক্রিয়ার সময় কঠোরভাবে Fe সামগ্রী নিয়ন্ত্রণ করে।

(2) Si এর প্রভাব।

উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়ামে Si অমেধ্যের প্রধান উৎস হল অবাধ্য উপকরণ থেকে দূষণ। Fe অমেধ্যের তুলনায় Si অমেধ্যগুলি নিয়ন্ত্রণ করা আরও কঠিন। অত্যধিক Si কন্টেন্ট কিউবিক টেক্সচারের বৃদ্ধিকে প্রভাবিত করবে, অতিরিক্ত দ্রবীভূত হওয়ার প্রবণতা, এবং অ্যালুমিনিয়াম পুনঃক্রিস্টালাইজেশনের সময় মোটা দানাও সৃষ্টি করবে। Fe-এর সাথে তুলনা করে, Si-এর Al-এ বেশি দ্রবণীয়তা রয়েছে এবং প্রধানত কঠিন দ্রবণ আকারে বিদ্যমান। এর কঠিন দ্রবণ বৃষ্টিপাতের ক্ষমতা Fe এর তুলনায় দুর্বল, এবং ঘন টেক্সচারের গঠন প্রক্রিয়ার উপর এর বিরূপ প্রভাব Fe এর তুলনায় অনেক কম তাৎপর্যপূর্ণ।

Si এবং Fe একে অপরের অস্তিত্বের অবস্থাকে প্রভাবিত করতে পারে যখন তারা উচ্চ-বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়ামে সহাবস্থান করে। উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়ামে Si যোগ করার পরে, Fe-এর বাল্ক প্রসারণ হার বৃদ্ধি পায়, যা Fe-এর সুপারস্যাচুরেটেড কঠিন দ্রবণ অবস্থা এবং FeAl3-এর বিচ্ছুরণ অবস্থাকে পরিবর্তন করতে পারে, যা ঘন কাঠামোর গঠন এবং বৃদ্ধির জন্য সহায়ক৷ অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের কার্যক্ষমতার উপর Si-এর প্রভাব Si এবং Fe-এর বিষয়বস্তুর অনুপাতের সাথেও সম্পর্কিত।

যখন Fe কন্টেন্ট কম থাকে এবং Si এবং Fe বিষয়বস্তু তুলনামূলকভাবে বড় হয়, তখন অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ক্যাপাসিট্যান্স বৃদ্ধি পায়। যখন Fe বিষয়বস্তু (10~20)x10 এর মধ্যে থাকে^-6, Si এবং Fe বিষয়বস্তুর অনুপাত অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ক্ষমতার উপর আরও উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। যখন Fe বিষয়বস্তু 30x10 অতিক্রম করে^-6, ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ক্যাপাসিট্যান্সের উপর এটির কোন সুস্পষ্ট প্রভাব নেই।

যখন Si বিষয়বস্তু খুব বেশি হয়, তখন অতিরিক্ত Si দ্বারা গঠিত AI-Fe-Si টারনারি যৌগের AI এর চেয়ে উচ্চ সম্ভাবনা থাকে, যা ক্ষয় গঠনের সময় আল ম্যাট্রিক্সের দ্রবীভূত হওয়ার জন্য সহায়ক নয়। যখন Si কন্টেন্ট 500x10 অতিক্রম করে^-6, অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের গঠনের সময় দীর্ঘায়িত হবে এবং এর ক্রমাগত বৃদ্ধি অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের নির্দিষ্ট ক্যাপাসিট্যান্সকে হ্রাস করবে। তাই, প্রলিপ্ত অ্যালুমিনিয়াম কয়েলে Si কন্টেন্ট সাধারণত 30x10 এর নিচে নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন^-6.

(3) Cu এর প্রভাব।

গবেষণায় দেখা গেছে যে যদি Cu বিষয়বস্তু খুব কম হয়, অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের দরিদ্র জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা থাকে এবং যদি Cu সামগ্রী খুব বেশি হয় তবে এটি সহজেই অত্যধিক ক্ষয় সৃষ্টি করবে। যখন উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়ামে Cu সামগ্রী বৃদ্ধি পায়, তখন অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ক্যাপাসিট্যান্স বাড়ানো যেতে পারে। যখন Cu বিষয়বস্তু (27~30)x10 এ পৌঁছায়^-6, Cu বিষয়বস্তুর বৃদ্ধি অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের নির্দিষ্ট ক্যাপাসিট্যান্স কমিয়ে দেবে। উমেজাওয়া আতসুশি এট আল। উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়ামে পুনঃক্রিস্টালাইজেশন টেক্সচারের বিবর্তন অধ্যয়ন করে এবং দেখেছে যে যখন উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়াম কয়েলে Cu সামগ্রী 50x10-6 হয়, তখন অ্যানিলিংয়ের পরে পুনঃক্রিস্ট্যালাইজেশন টেক্সচারে ঘন টেক্সচারের উপাদান কিউ-মুক্ত হয়। দুবার, এবং না {123}<634>R টেক্সচার পাওয়া গেছে। নিম্ন Cu বিষয়বস্তু এবং উচ্চতর শস্য বৃদ্ধির তাপমাত্রা উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের ঘন টেক্সচারের পরিমাণ বাড়াতে সহায়ক। একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ Cu অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের জারা গঠন প্রক্রিয়ার সময় ছিদ্র বাড়াতে পারে এবং অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের নির্দিষ্ট ক্যাপাসিট্যান্স বাড়াতে পারে। তাই, দেশীয় এবং বিদেশী নির্মাতারা সাধারণত উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়ামে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ Cu যোগ করে অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের নির্দিষ্ট ক্যাপ্যাসিট্যান্স বাড়ানোর জন্য। যখন উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়াম কয়েলগুলিতে Cu সামগ্রী বেশি থাকে, তখন প্রলিপ্ত অ্যালুমিনিয়াম কয়েলগুলির কার্যকারী ইলেক্ট্রোলাইটে মাইক্রো-ব্যাটারিগুলি সহজেই তৈরি হয়, যা ডাইইলেক্ট্রিকের অক্সাইড ফিল্মকে ধ্বংস করে এবং ক্যাপাসিটরের কর্মক্ষমতাকে খারাপ করে। অতএব, উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের Cu বিষয়বস্তু সাধারণত 60x10 এর নিচে নিয়ন্ত্রণ করা উচিত^-6.

(4) অন্যান্য ট্রেস উপাদানের প্রভাব.

অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের অন্যান্য প্রধান ট্রেস উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে Mg, Be, Pb, Sn, Ni, Ti ইত্যাদি। এই কঠিন দ্রবণ ট্রেস উপাদানগুলি অ্যালুমিনিয়ামের স্থানচ্যুতির কাছাকাছি আলাদা করা সহজ, যা পরবর্তী ঘূর্ণায়মান অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের স্ফটিককরণকে প্রভাবিত করবে। এবং annealing প্রক্রিয়া. এটি জালি গঠন, শস্য আকার, ঘন টেক্সচার গঠন, ফুটো বর্তমান এবং ক্ষয় প্রক্রিয়ার উপর একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে, যা শেষ পর্যন্ত ক্যাপাসিটরের কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করে, তাই এর বিষয়বস্তু কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে।

অত্যধিক Mg অ্যালুমিনিয়ামের নিউক্লিয়েশন হার এবং নিউক্লিয়েশন গতি কমিয়ে দেবে, যা ঘন টেক্সচার গঠন এবং বিকাশের জন্য সহায়ক নয়। এই ট্রেস উপাদানগুলি সর্বদা অ্যালুমিনিয়াম কয়েলে মনোমার আকারে বিদ্যমান থাকবে না। অবস্থার পরিবর্তনের সাথে সাথে, তারা অন্যান্য ট্রেস উপাদান এবং AI এর সাথে বিভিন্ন ধরণের যৌগ তৈরি করবে যাতে কঠিন সমাধান বা প্রস্রাব তৈরি হয়। অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের বিভিন্ন রূপের ট্রেস উপাদানগুলির উপস্থিতি অধ্যয়ন করে, অ্যালুমিনিয়াম কয়েলগুলিতে তাদের বিষয়বস্তু কার্যকরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। Mg-এর উপস্থিতি অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের ক্ষয় সুড়ঙ্গের পার্শ্বীয় বিকাশ ঘটাবে এবং অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের পৃষ্ঠে ক্ষয়কারী টিস্যুর খোসা ছাড়তে পারে, যা এর নির্দিষ্ট ক্যাপাসিট্যান্সের উন্নতির জন্য সহায়ক নয়। একই সময়ে, উপযুক্ত পরিমাণে বিরল আর্থ এবং Be যোগ করা উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়াম কয়েলে ঘন টেক্সচার গঠনে Fe-এর প্রতিবন্ধক প্রভাব কমাতে পারে, ঘন টেক্সচারের গঠন এবং বৃদ্ধিকে উন্নীত করতে পারে, যার ফলে কিউবিক টেক্সচারের সামগ্রী বৃদ্ধি পায়।

বর্তমানে, ট্রেস উপাদানগুলির বিষয়বস্তু নিয়ন্ত্রণ করার আরও ভাল পদ্ধতিগুলি হল: উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়ামে বিরল আর্থ (Y) এর ট্রেস পরিমাণ যোগ করা অ্যালুমিনিয়াম কয়েলে বিকৃত টেক্সচার উপাদানগুলির আপেক্ষিক শক্তি পরিবর্তন করতে পারে; কম Be যোগ করা সমাপ্ত ফয়েল এর ঘন টেক্সচার বাড়াতে পারে। স্ট্রাকচারাল শক্তি. বিরল আর্থ এবং Be in Al-এর দ্রবণীয়তা অত্যন্ত ছোট, এবং তারা ফে-এর মতো অমেধ্যের সাথে একাধিক যৌগ তৈরি করতে পারে। বৃষ্টিপাতের পরে, ম্যাট্রিক্সকে শুদ্ধ করা যেতে পারে, ম্যাট্রিক্সে Fe এর ঘনত্ব হ্রাস করা হয় এবং অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের ঘন টেক্সচারের উপর অমেধ্যের বিরূপ প্রভাব দূর হয়। রেয়ার আর্থ কন্টেন্ট বাড়ার সাথে সাথে পিতলের ওরিয়েন্টেশন ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়, এস টেক্সচারের উপাদান হ্রাস পায় এবং সমাপ্ত অ্যানিলড ফয়েলে ঘন টেক্সচারের পরিমাণ সেই অনুযায়ী হ্রাস পায়। যখন বিরল আর্থ বিষয়বস্তু হয় 0৷{6}}03%, Pb2+ এর স্ট্যান্ডার্ড ইলেক্ট্রোড সম্ভাব্যতা AI+3 থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়াম কয়েলগুলিতে Pb যোগ করা কার্যকরভাবে শস্য এবং ক্ষয়কারী গর্তের সংখ্যা বৃদ্ধি করতে পারে, যা অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের পৃষ্ঠে ক্ষয় করার জন্য উপকারী, এইভাবে অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের কার্যকরী পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি করে। Pb কন্টেন্ট বাড়ার সাথে সাথে ফিনিশড অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের কিউবিক টেক্সচার কন্টেন্ট ধীরে ধীরে কমে যায়। যখন Pb বিষয়বস্তু 0.3x10 এ পৌঁছায়^-6, উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়াম কুণ্ডলী সর্বোচ্চ নির্দিষ্ট ক্যাপাসিট্যান্স পেতে পারেন. অ্যালুমিনিয়াম কয়েলে Pb-এর ট্রেস পরিমাণ অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের পৃষ্ঠে কেন্দ্রীভূত হবে, যার ফলে পৃষ্ঠে ক্ষয় ছিদ্র সৃষ্টি হবে, যার ফলে নির্দিষ্ট ক্যাপাসিট্যান্স বৃদ্ধি পাবে এবং অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের শক্তিশালী ঘন টেক্সচারকে প্রভাবিত করবে না। অতএব, Pb-এর ট্রেস পরিমাণ যোগ করলে প্রচলিত সীসা-মুক্ত অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের কর্মক্ষমতা উন্নত হতে পারে। গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তিগত উপায়। যাইহোক, Pb একটি কার্সিনোজেন। মাও ওয়েইমিন এবং অন্যরা Pb প্রতিস্থাপনের জন্য Sn ব্যবহার করে অধ্যয়ন করেছিলেন এবং ভাল ফলাফল অর্জন করেছিলেন।

যখন উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়াম কয়েলে Sn বিষয়বস্তু 20x10 এর নিচে থাকে^-6, অ্যানিলড অ্যালুমিনিয়াম কয়েলে ঘন টেক্সচার সামগ্রী 95% এর বেশি পৌঁছতে পারে, যখন Sn সামগ্রী 20x10 ছাড়িয়ে যায়^-6, অ্যালুমিনিয়াম কয়েলে কিউবিক টেক্সচার কন্টেন্ট কমে যাবে। . অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের নির্দিষ্ট ক্যাপ্যাসিট্যান্সে Sn বিষয়বস্তুর প্রভাব Pb-এর মতোই, তাই পরিবেশ দূষণ কমাতে এটি Pb-কে প্রতিস্থাপন করতে পারে।

প্রলিপ্ত অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের উত্পাদন প্রক্রিয়াতে, শুধুমাত্র পৃথক ট্রেস উপাদানগুলির বিষয়বস্তুই সীমিত নয়, তবে অন্যান্য ট্রেস উপাদানগুলির মোট পরিমাণও কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন। প্রলিপ্ত অ্যালুমিনিয়াম কয়েলগুলির সামগ্রিক কার্যকারিতার উপর বিরূপ প্রভাব এড়াতে, প্রলিপ্ত অ্যালুমিনিয়াম কয়েলের অন্যান্য ট্রেস উপাদানগুলির বিষয়বস্তু সাধারণত 10x10 এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা উচিত^-6.