DE911156C

DE911156C - Verfahren zur Vergroesserung der Oberflaeche von gebeizten Elektroden aus Aluminium fuer elektrolytische Kondensatoren

Info

Publication number: DE911156C
Application number: DEA2533D
Authority: DE
Inventors: Dr Johann Walter
Original assignee: Aluminium Walzwerke Singen GmbH
Current assignee: Constellium Singen GmbH
Priority date: 1937-04-09
Filing date: 1937-04-09
Publication date: 1954-05-10

Description

Verfahren zur Vergrößerung der Oberfläche von gebeizten Elektroden aus Aluminium für elektrolytische Kondensatoren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vergrößerung der Oberfläche von gebeizten Elektroden aus Aluminium für elektrolytische Kondensatoren.
Bekanntlich ist die Kapazität eines Kondensators proportional der Größe der Elektrodenoberfläche und umgekehrt proportional der Dielektrikumschicht zwischen den Elektroden.
Man hat schon vorgeschlagen, bei elektrolytischen Kondensatoren, zu deren Herstellung Aluminiumfolie verwendet wird, diese Folie Zur Vergrößerung der Oberfläche chemisch aufzurauhen.
Den bekannten Aufrauhungsverfahren haften Nachteile an. Die zu verwendenden Beiz- und Ätzstoffe sind z. B. zu teuer, entwickeln giftige Dämpfe, wodurch besondere Vorrichtungen erforderlich werden, wirken zu langsam oder hinterlassen schädliche Rückstände usw. So ist z. B. vorgeschlagen worden, zur Ätzung der Aluminiumoberfläche zwecks Aufrauhung eine Lösung von Kupferchlorid zu benutzen. Wenn dabei nicht sehr sorgfältig gearbeitet und besonders gespült wird, können kleine auszementierte Kupferteilchen auf der Aluminiumoberfläche zurückbleiben und durch Elementbildung zu Korrosionen und daher zu Störungen Anlaß geben.
Man hat daher vorgeschlagen, die Aluminiumoberfläche, gegebenenfalls nach einem Beizen, mit der salzsauren Lösung eines Salzes eines Metalls der Eisengruppe zu behandeln, wodurch eine überraschend starke aufrauhende Ätzung erzielt wird, worauf nach Spülung in kaltem, destilliertem Wasser eine nachträgliche Behandlung mit Salpetersäure und schließlich noch ein erneutes Waschen mit Wasser, eine Neutralisation mit verdünnter Alkalilauge und ein letztes Spülen mit heißem Wasser zweckmäßig angeschlossen werden. Auf diese Weise erhält man eine Oberfläche, die eine sehr gute Aufrauliurig aufweist.
Das zuletzt beschriebene Verfahren hat aber den Nachteil, daß das Metall nacheinander durch eine lange Reihe von Bädern hindurchgezogen werden muß.
Es wurde nu.n gefunden, daß gemäß der Erfindung das Verfahren in überraschender Weise vereinfacht werden kann, indem zur Vergrößerung der Oberfläche von gebeizten Elektroden aus Aluminium, gegebenenfalls nach Entfernung der Rückstände der Beizlösung, für die Ätzung eine salzsaure Eisenchloridlösung mit 0,5 bis 30% FeCl3 und i bis 15% HCl verwendet wird, die außerdem freie Salpetersäure in Höhe von i bis 59% enthält. Nach der Ätzung mit einer solchen Lösung fallen ,die weiteren Behandlungen mit Salpetersäure und verdünnten Alkalilösungen hinweg; .es genügt ein Nachspülen im Wasser, zweckmäßig in Regen- oder destilliertem Wasser.
Das neue, verbesserte Verfahren zur Herstellung von Elektroden für elektrolytische Kondensatoren besteht also darin, daß die Aluminiumoberfläche zunächst nach einem geeigneten Verfahren, z. B. mit Alkalilauge, Flußsäurelösung oder Salpetersäure, gebeizt wird, wodurch eine Reinigung der Oberfläche und eine erste Aufrauhung stattfinden. Hierauf wird die Aluminiumoberfläche, gegebenenfalls nach dem Spülen mit Wasser, mit einer wässerigen Lösung behandelt, die 0,5 bis 39% Eisenchlorid (Fe C13) , i bis 15% Salzsäure (H Cl) und i bis 50% Salpetersäure enthält; schließlich wird mit Wasser, zweckmäßig mit Regenwasser oder destilliertem Wasser, gespült und darauf die künstliche Oxydhaut erzeugt. Die Dauer der Ätzung ist je nach der Zusammensetzung ider Lösung und der Arbeitstemperatur verschieden. Man richtet es vorteilhaft so ein, daß die Behandlungsdauer 3 bis 4 Minuten nicht überschreitet. Anderseits ist es nicht empfehlenswert, die Zusammensetzung der Lösung und die Temperatur so zu wählen, daß die Ätzung innerhalb einiger Sekunden durchgeführt ist; denn auf ,diese Weise ist eine Kontrolle erschwert.
Mit einer wässerigen Lösung von 404 FeC13, io% HCl und 40% H N03 erhält man bei 40° C eine gute Ätzung nach i Minute Einwirkungsdauer. Mit einer wässerigen Lösung von io% Fe C13, 1% H Cl und 5 % H N03 benötigt man schon eine Einwirkungsdauer von 3 Minuten bei 50° C, um dasselbe Ergebnis zu erzielen. Verwendet man eine wässerige Lösung von 29% Fe C13, 4o % H N 03 und i o % H Cl, so erreicht man das Gewünschte mit einer Einwirkungsdauer von i bis 2 Minuten bei 6o° C.
Vorzugsweise soll die Ätzlösung 2 bis 1o0/9 Fe C13, 3 bis 7 '/o 110 und 1o bis 30'/o H N03 enthalten. Zum Beispiel wurden auf einer Aluminiumfoli,e von 9,o6 mm die bestek Ergebnisse, d. h. die weitestgehende Oberflächenvergrößerung, bei einer Einwirkungsdauer von i Minute bei 6o bis 9o° C mit einer wässerigen Lösung von 4% Fe C13, 5 % H Cl und 2o % H N03 erzielt.
Man erhält selbstverständlich dieselben Ergebnisse, wenn man statt Eisenchlorid Eisennitrat verwendet. Die Hauptsache ist, daß eine wässerige Lösung benutzt wird, die der beanspruchten Zusammensetzung entspricht, gleichwie auf welche Weise sie erhalten wird.
In den meisten Fällen wird es notwendig sein, die Aluminiumoberfläche nach dem Beizen und vor der Ätzbehandlung von den Rückständen der Beizlösung zu befreien. Gewöhnlich genügt Waschen oder Spülen mit klarem Wasser, vorteilhaft mit Regenwasser. Es kann aber auch empfehlenswert sein, nach einer Beizung in Alkalilauge deren Rückstände zunächst in bekannter Weise mit verdünnter Salpetersäure zu neutralisieren.
Das neue Verfahren eignet sich ganz besonders für die Behandlung von Aluminiumfolie in Bandform. Zweckmäßig wird es in der Weise durchgeführt, @daß das Aluminiumband nacheinander durch die die Lösungen enthaltenden Bäder und durch die sonst notwendigen Vorrichtungen in ununterbrochenem Arbeitsgang hindurchgezogen wird.
Bei dünnen Aluminiumfolien mit einer Stärke von etwa 9,o6 mm sucht man normalerweise eine Oberflächenvergrößerung auf das 31/2- bis 4fache zu erreichen. Bei dickeren Aluminiumfolien von z. B. 9,i5 mm kann man ohne Gefahr der Zerstörung der Folie auf eine z. B. 6- bis 8fache Vergrößerung gehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Vergrößerung :der Oberfläche von gebeizten Elektroden aus Aluminium für elektrolytische Kondensatoren, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Beizung und gegebenenfalls nach Entfernung der Rückstände der Beizlösung, mit einer wässerigen Lösung geätzt wird, welche o,5 bis 30'/o Fe C13, i bis 150/9 H Cl und i bis 5o0/9 H N03 enthält, worauf die Oberfläche nach Spülung mit Wasser in an sich bekannter Weise mit einer Oxydhaut versehen wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man für die Ätzung eine wässerige Lösung verwendet, welche 2 bis io% FeCls, 3 bis 7% HCl und 1o bis 30% HN03 enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, -daß die Ätzung bei .einer Temperatur von 6o bis 9o° C durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle von Eisenchlorid Eisennitrat verwendet wird. Angezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 752 923, 773 812, 894 388; deutsche Patentschrift Nr. 246 682.