新規のNb合金型固体電解コンデンサーの開発

新型铌合金型固体电解电容器的研制

基本信息

批准号：
17760583
负责人：
千星聡
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Osaka Prefecture University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

固体電解コンデンサーはNb基板に誘電体層として陽極酸化皮膜を形成させた構成であり、そのNb基板を適切に合金化することにより誘電特性の優れた新規固体電解コンデンサーが実現すると考える。本研究では優れた性能をもつNb合金型固体電解コンデンサーの開発を目的とし、NbにNを系統的に添加した合金を基板とした試験体を作製し、静電容量(CV値),漏れ電流の測定、および陽極酸化皮膜の構造を評価した。Nb-N合金(N量:0〜17at.%)をアーク溶解法により作製し、真空雰囲気で1673K、6hの均質化熱処理を施した後、15×10×1mm^3の合金片を切り出した。合金表面を化学研磨後、電界浴(リン酸0.6体積%水溶液)中に浸含させ、温度60℃、化成電圧16Vで陽極酸化処理を施し試験体とし、誘電特性を測定した。また、FE-SEM, TEM, AESおよびXPSを用いて陽極酸化皮膜の構造解析を行った。Nb-1〜17at.%Ti試験体と参照用のNbのみの試験体では、CV値において、基板組成がNb-1〜6at.%Nの範囲ではN含有量にともなってCV値は増加し、Nb-6at.%N合金を陽極酸化材料とした試験体では、Nbのみの試験体よりも40%程度の増大が見られる。ここで、Nb-N合金ではN含有量にともないNb固溶体中の体積分率が減少し、Nb_2N相が増加する。Nb_2N相は陽極酸化処理前の化学研磨によって優先的に腐食され、凹凸となる。また、基板Nb-N合金上の陽極酸化皮膜中にはNb_2O_5に加えてNが存在することが確認できた。よって、N含有量の増加にともなうNb-N合金固体電解コンデンサー試験体での静電容量の増加はNb_2N形成に起因する実効比表面積の増加および陽極酸化皮膜中のN含有に起因すると考える。また、漏れ電流およびバイアス依存性は基板組成がNb-1〜17at.%Nのいずれの試験体でもNbのみの試験体より向上した。これは陽極酸化皮膜中のNの分散が要因であると考える。以上の結果から、Nb-N合金系では、Nb-6at.%Nあたりの組成でCV値、漏れ電流の両方の特性が改善される陽極酸化皮膜が得られることが示された。

构建固体电解电容器，其中将阳极氧化膜形成为NB底物上的介电层，并通过适当合金合金将NB底物合金，将实现具有出色的介电特性的新的固体电解电容器。这项研究旨在开发具有出色性能的NB合金型固体电解电容器，并使用合金系统地添加Nb作为基板进行测试样品，并评估了电容（CV值），泄漏电流和阳极氧化膜的结构的测量。 NB-N合金（n含量：0至17 at。％）是通过弧熔化方法制备的，在真空气氛中均质的热处理1673K均匀处理6小时后，切出了15×10×1mm^3合金块。化学抛光后，将合金表面浸入电场浴中（磷酸的0.6％水溶液），并在60°C的温度和16V的化学转换电压下阳极氧化，以形成测试样品，并测量介电性能。此外，使用FE-SEM，TEM，AES和XPS进行了阳极氧化膜的结构分析。在NB-1至17AT。％Ti标本和仅参考NB标本中，CV值随NB-1至6AT的n含量增加而增加，在NB-1至6AT。％N中的NB-6AT。使用NB-6AT。％N作为阳极氧化材料，与NB-nb-onbedsmimemens相比，将其作为阳极氧化的材料增加。在这里，在NB-N合金中，NB固体溶液中的体积分数随N含量而降低，而NB_2N相增加。 NB_2N相优先通过化学抛光来腐蚀，从而导致不平衡。此外，已经证实，除底物NB-N合金上的阳极氧化膜中，N除了NB_2O_5外是否存在N。因此，由于N含量的增加，NB-N合金固体电解电容器样品的电容增加被认为归因于由于NB_2N形成而有效特定表面积的增加以及阳极氧化涂层中N的N含量。此外，与单独使用NB的测试样品相比，在具有NB-1至17AT的底物组成的测试样本中，泄漏电流和偏置依赖性得到了改善。这被认为是由于N在阳极氧化涂层中的分散体。以上结果表明，在NB-N合金系统中，可以获得阳极氧化涂层，从而改善CV值和泄漏电流特性，即每NB-6AT。％n。