DE2636279B1 - Verfahren zur Herstellung von poroesen Anodenkoerpern - Google Patents

Description

• So braucht z. B. bei der Herstellung von porösen Anodenkörpern aus einem Pulvergemisch aus Aluminium und Tantal nur der Erweichungspunkt des Aluminiumpulvers erreicht zu werden, um ein Verbinden der einzelnen Pulverteilchen untereinander zu erzielen, was eine wesentliche Vereinfachung darstellt, da diese Temperatur weit unter der Temperatur liegt, die zum Sintern von Preßkörpern aus Tantalpulver allein erforderlich ist.
• Vorzugsweise wird das Aluminiumpulver in einem Volumenanteil von höchstens 30% verwendet. Poröse Anodenkörper, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhalten wurden, eignen sich besonders zur Verwendung in Kondensatoren mit festem Elektrolyten, der meist aus einer auf der dielektrischen Oxidschicht angeordneten Mangandioxidschicht besteht. Es können aber auch andere halbleitende Substanzen für diese feste Elektrolytschicht verwendet werden, die leicht Sauerstoff abgeben.
• Die weiteren Verfahrensschritte zur Herstellung von elektrischen Kondensatoren unter Verwendung von porösen Anodenkörpern gemäß der Erfindung sind die gleichen wie bekannt und üblich. So wird z. B. durch eine Formierung in einem geeigneten Elektrolyten eine dielektrische Oxidschicht erzeugt und auf dieser, z. B.
• durch Tauchen in eine Mangannitratlösung und anschließendes Erhitzen, eine Mangandioxidschicht, die dann noch mit geeigneten Kontaktierungsschichten versehen wird, erzeugt.
• Die Temperatur und Dauer der Erhitzung der aus verschiedenen Ventilmetallen gepreßten Anodenkörper kann so gewählt werden, daß sich die Teilchen des niedriger schmelzenden Ventilmetalls mit denen des höher schmelzenden Ventilmetalls legieren, so daß schließlich im fertigen Anodenkörper die Teilchen aus dem hochschmelzenden Ventilmetall mit einer Legierungsschicht aus den anderen vorhandenen Ventilmetallen überzogen sind.
• Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wird die Herstellung von porösen Anodenkörpern für elektrische Kondensatoren wesentlich vereinfacht.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Anwendung des Verfahrens zur Herstellung poröser Anodenkörper für elektrische Kondensatoren durch Pressen von Pulver aus Ventilmetall auf ein Pulvergemisch mindestens zweier verschiedener Ventilmetalle, wie Tantal, Aluminium, Niob, Molybdän, Wolfram oder Vanadium.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem so hohen Druck gepreßt wird, daß das Pulver aus dem weichsten Ventilmetall zum Fließen gebracht wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßkörper bei einer Temperatur wärmebehandelt wird, die über der Erweichungstemperatur des Ventilmetalls mit der niedrigsten Erweichungstemperatur und unterhalb der Erweichungstemperatur des Ventilmetalls mit der höchsten Erweichungstemperatur liegt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund von Temperatur und Dauer der Wärmebehandlung das Ventilmetall mit der niedrigsten Erweichungstemperatur mindestens teilweise in die Teilchen aus den anderen Ventilmetallen einlegiert wird.
5. 5. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4 auf ein Pulvergemisch aus Tantal und Aluminium.
6. 6. Anwendung des Verfahrens nach AnspruchS auf ein Pulvergemisch mit höchstens 30 Vol.% Aluminium.
7. 7. Verwendung der nach Anspruch 1 bis 6 hergestellten Anoden für Kondensatoren mit festem Elektrolyten.

   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung poröser Anodenkörper für elektrische Kondensatoren durch Pressen von Pulver aus Ventilmetall.

   Poröse Anodenkörper für elektrische Kondensatoren werden durch Pressen von Pulver aus Ventilmetall hergestellt, an das sich meist noch ein Sintervorgang anschließt. Unter Ventilmetallen, wie Aluminium, Tantal, Niob, Molybdän, Wolfram und Vanadium, werden bekanntlich solche Metalle verstanden, auf denen durch eine geeignete Behandlung, beispielsweise eine sogenannte elektrische Formierung, eine aufgewachsene dielektrische Oxidschicht erzeugt werden kann.

   Beim Zusammenpressen von Pulver aus Ventilmetallen zu geeigneten Formkörpern und bei der Wärmebehandlung solcher Körper ergeben sich zahlreiche Schwierigkeiten, weil einerseits zur Ausbildung einer guten dielektrischen Oxidschicht ein besonders reines Ventilmetall erforderlich ist, das auch bei den weiteren Verfahrensschritten nicht verunreinigt werden darf und andererseits zur Wärmebehandlung sehr hohe Temperaturen erforderlich sind, die einen großen apparativen Aufwand erfordern.

   Beim Verpressen von verhältnismäßig weichem Pulver, wie z. B. Aluminiumpulver, kommt bei den verwendeten Preßdrücken das Pulver leicht zum Fließen und verschmiert die Wand der Preßmatrize durch Kaltverschweißen von Pulverteilchen mit der Wand der Matrize. Beim Pressen von sehr hartem Pulver, wie z. B. Tantalpulver, ist der Abrieb an der Preßmatrize sehr groß, so daß diese öfters ausgewechselt werden muß. Außerdem ist der Zusammenhalt der Pulverteilchen auch bei höheren Preßdrücken in vielen Fällen für die weitere Verarbeitung zu gering, so daß dem zu verpressenden Pulver Bindemittel, wie z.B.

   Kampfer, zugesetzt werden müssen und auch zusätzlich Gleitmittel zur Anwendung kommen, um ein Haften der Pulverteilchen an der Wand der Matrize zu verringern.

   Das Haften der Pulverteilchen an der Wand der Preßform, sei es durch Kaltverschweißen oder Fressen sehr harter Teilchen, hat auch den weiteren Nachteil, daß die Dichte der Preßkörper über die Länge unterschiedlich ist, was eine unterschiedliche Porosität zur Folge hat Zur Erzielung der maximalen Kapazität ist aber eine optimale Porosität über die ganze Länge der porösen Anodenkörper erforderlich.

   Gleit- und/oder Bindemittel müssen anschließend aus den Preßkörpern entfernt werden. Dies geschieht durch eine Wärmebehandlung, bei der die Bindemittel aus dem Preßkörper herausdampfen. Abgesehen von der schwierigen Widergewinnung des Bindemittels wird gleichzeitig die Apparatur verunreinigt; es treten aber auch chemische Reaktionen zwischen dem erhitzten und verdampfenden Bindemittel und der Oberfläche der Ventilmetallteilchen ein, wodurch die darauf erzeugte dielektrische Oxidschicht verschlechterte dielektrische Eigenschaften hat.

   Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren zur Herstellung von porösen Anodenkörpern zu verbessern und dabei die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden.

   Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei der Anwendung des Verfahrens der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein Gemisch aus Pulvern verschiedener Ventilmetalle verwendet wird.

   Durch Verwendung eines Gemisches aus Pulvern verschiedener Ventilmetalle, z. B. aus Aluminium und Tantal, wird das Pressen ohne Verwendung eines Bindemittels oder Gleitmittels ermöglicht, weil das weichere Pulver eine bestimmte Gleitwirkung beim Pressen ergibt, während das härtere Pulver verhindert, daß Teilchen an der Preßform anbacken oder mit ihr verschweißen.

   Die beim Pressen nachteiligen Eigenschaften des weichen Ventilmetallpulvers, in den fließfähigen Zustand überzugehen, wird gemäß der Erfindung dazu ausgenutzt, die Teilchen aus dem härteren Ventilmetallpulver mechanisch miteinander zu verbinden, so daß ein Bindemittel zur Verfestigung der Preßkörper nicht mehr erforderlich ist. Es entfallen damit die Nachteile, die durch die Verwendung eines Bindemittels hervorgerufen werden.

   In vielen Fällen wird das Verbinden der Pulverteilchen aus dem härteren Ventilmetall durch die Pulverteilchen aus dem weicheren Ventilmetall dem porösen Anodenkörper bereits eine so große Stabilität geben, daß eine Sinterbehandlung vollkommen entfallen kann. Dadurch wird das Herstellungsverfahren wesentlich vereinfacht.

   Falls aber eine Wärmebehandlung angewendet werden soll, oder der Preßdruck nicht so hoch ist, daß die Teilchen sich miteinander verbinden, so genügt eine Wärmebehandlung zwischen dem Erweichungspunkt des am niedrigsten erweichenden Ventilmetallpulvers und des am höchsten erweichenden Ventilmetallpulvers.