從電極材料改進(jìn)提高電容器可靠性
文章出處:東莞市瓷谷電子科技有限公司
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陶瓷電容器一直使用銀電極.銀離子遷移和由此而引起含鈦陶瓷介質(zhì)的加速老化是導(dǎo)致陶瓷電容器失效的主要原因.有的廠家生產(chǎn)陶瓷電容器已不用銀電極,而改用鎳電極,在陶瓷基片上采用化學(xué)鍍鎳工藝.由于鎳的化學(xué)穩(wěn)定性比銀好,電遷移率低,提高了陶瓷電容器的性能和可靠性.
國產(chǎn)云母電容器的電極材料也是銀,同樣存在銀離子遷移現(xiàn)象.日本海纜通信系統(tǒng)中用的云母器,它的電極材料及電極引線間的連接均采用金,這就保證了云母電容器優(yōu)良的性能和高可靠性.
鍍金云母電容器與鍍銀云母電容器相比較:電容溫度系數(shù),前者約為后者的1/2,且偏差也小;濕度對容量的影響,前者比后者小一個數(shù)量級,且是可逆的;損耗角正切值,前者比后者小個數(shù)量級;在電壓負(fù)荷下電容量相對變化率,前者約為后者的1/5~1/10.據(jù)推算,鍍金云母電容器工作20年的電容量變化率≤±0.1%.
改進(jìn)電極材料的另一個例子是金屬化紙介電容器.金屬化紙介電容器都采用鋅蒸發(fā)在電容器紙上形成的金屬層作為電極.鋅膜在空氣中易氧化,生成半導(dǎo)體性質(zhì)的氧化鋅,而且會繼續(xù)向底層氧化,造成板極電阻的增加和電容器損耗的增大.此外,鋅金屬化膜在潮濕環(huán)境下易腐蝕.鋅金屬化膜的另一個缺點(diǎn)是自愈所需要的能量較大,而且電容器經(jīng)擊穿自愈后其絕緣電阻值較低.為了提高金屬化紙介電容器的性能和可靠性,已用鋁金屬化層來代替鋅金屬化層.大氣中在鋁膜的表面會生成一層薄而堅(jiān)固的氧化氯膜.使鋁膜不再繼續(xù)氧化.同時氧化氯膜對潮氣抗腐蝕性能好.另外鋁金屬化層自愈性能好,鋁電極可以在介質(zhì)上殘存的微量潮氣和低電壓作用下產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng),生成氧化鋁介質(zhì)膜,經(jīng)過一段時間,電容器的絕緣電阻得到恢復(fù).此外,鋁的比電導(dǎo)較鋅大,這就減小了板極電阻和電容器的損耗.因此,鋁在金屬化電容器的生產(chǎn)中取代鋅做電極改善了電容器的性能,提高了電容器的可靠性.
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