קבל אלקטרוליטי

קבל אלקטרוליטי הוא קבל שבו שכבת דיאלקטרי הוא שכבת תחמוצת מתכת על האנודה ואת הקתודה הוא אלקטרוליט.התוצאה היא קיבולת גדולה במיוחד עם מתח הפעלה גבוה יחסית, מה שגרם לפופולריות של מוצרים כאלה.

ההיסטוריה של מוצא קבלים אלקטרוליטיים

השפעת החמצון האלקטרוכימי של מספר מתכות התגלתה על ידי מדען צרפתי יוג'ין אדריאן דוקרט ב -1875 תוך שימוש בדוגמה של טנטלום, ניוביום, אבץ, מנגן, טיטניום, קדמיום, אנטימון, ביסמוט, אלומיניום וחומרים אחרים.המהות של הגילוי: כאשר הופעל כמו אנודה( מוט חיובי של מקור הכוח), שכבת תחמוצת עם תכונות שסתום גדל על פני השטח.למעשה, דמיון של דיקט שוטקי נוצר, בעבודות נבחרות, מוליכות מסוג n מיוחסת תחמוצת אלומיניום.

מתברר כי למקום המגע יש תכונות מתקנות.עכשיו קל להניח עוד, אם נזכור את התכונות של מחסום שוטקי.זוהי ירידה במתח נמוך כאשר מופעלת בכיוון קדימה.עבור קבלים, נמוך פירושו ערך מרשים.באשר ההכללה לאחור של קבלים אלקטרוליטיים, אנשים שמעו על הסכנות של ניסויים כאלה.מחסום שוטקי מפתח זרמי זליגה מוגברים, שבגללם שכבת התחמוצת מתחילה להתכלות מיד.תפקיד משמעותי מוקצה להתמוטטות המנהרה.תגובה כימית זורמת מלווה שחרור של גזים, מתן השפעה שלילית.התיאורטיקנים אומרים שתופעה זו מובילה לחום.

שם המצאת הקבל אלקטרוליטי הוא 1896, כאשר ב -14 בינואר הגיש קרול פולק בקשה למשרד הפטנטים של פרנקפורט.לכן, על הקוטר של הקבל אלקטרוליטי, שכבת תחמוצת בנויה תחת פעולה של פוטנציאל חיובי.התהליך נקרא דפוס, בתנאים של פיתוח הטכנולוגיה המודרנית נמשך שעות וימים.מסיבה זו, הצמיחה או השפלה של שכבת תחמוצת לא מורגש במהלך המבצע.קבלים אלקטרוליטיים משמשים במעגלים חשמליים עם תדר של עד 30 קילוהרץ, כלומר הזמן של שינוי כיוון הנוכחי בעשרות מיקרו שניות.במהלך תקופה זו, שום דבר לא יקרה לסרט התחמוצת.

בתחילה, בפועל הרוסית, הייצור התעשייתי של קבלים אלקטרוליטיים לא נחשב כלכלי קיימא.כתבי עת מדעיים אפילו שקלו כיצד להגדיר את הייצור.הערות אלה כוללים מאמר של Mitkevich( כתב העת של החברה הרוסית פיסיקלית כימית, פיזיקה מס '34 עבור 1902).הקבל אלקטרוליטי המדובר מורכב של אנודה שטוחה אנודה ושני cathodes ברזל הממוקם בצדדים.העיצוב היה ממוקם בפתרון 6-8% של סודה לשתיה.גיבוש בוצע עם מתח קבוע( ראה להלן) 100 V לזרם שיורית של 100 mA.

ההתפתחויות הרציניות הראשונות הבעלות המקומי של קבלים עם אלקטרוליט נוזלי מתייחסים 1931 ו נוצרו על ידי המעבדה של פ 'א Ostroumov.

היכולת של מתכת שסתום עם סרט תחמוצת ליישר את הנוכחי משתנה.איכות הטנטלום בולטת ביותר.אולי בגלל pentoxide טנטלום, המאופיינת מוליכות מסוג p.כתוצאה מכך, שינוי בקוטביות מוביל להיווצרות של דיודת Schottky מחובר בכיוון קדימה.בשל הבחירה אלקטרוליט מסוים, שכבת העבודה משפיל של דיאלקטרי ניתן לשחזר את הזכות בתהליך.בסיור היסטורי זה הושלמה.

ייצור של קבלים אלקטרוליטיים

מתכות, תחמוצות אשר מאופיינות על ידי תיקון תכונות, הנקראות שסתום באמצעות אנלוגיה עם דיודות מוליכים למחצה.קל לנחש כי חמצון מוביל להיווצרות של חומר עם מוליכות מסוג n.זה נחשב התנאי העיקרי לקיומה של מתכת שסתום.האמור לעיל, רק שני יש בבירור מובהק תכונות חיוביות:

1. אלומיניום.
2. טנטלום.

הראשון משמש לעתים קרובות הרבה יותר בגלל הזול יחסית ואת השכיחות בקרום כדור הארץ.טנטלום משמש במקרים קיצוניים.הצטברות של הסרט תחמוצת מתרחשת בשתי דרכים:

• השיטה הראשונה היא לשמור על זרם קבוע.בתהליך של הגדלת עובי ההתנגדות תחמוצת מגביר.כתוצאה מכך, rheostat נכלל במעגל בסדרה עם הקבל במהלך דפוס.התהליך נשלט על ידי ירידה המתח בצומת Schottky, אם יש צורך, את shunt הוא מותאם כך הפרמטרים נשארים קבועים.בשלב הראשוני, מהירות ההיווצרות קבועה, ולאחר מכן נקודת הטיה מתרחשת עם ירידה בפרמטר, לאחר מרווח מסוים, הצמיחה נוספת של הסרט תחמוצת מתנהל כל כך לאט, כי מחזור טכנולוגי נחשב הושלם.בעיקול הראשון, האנודה מתחילה להתלקח.לפיכך, מתח המתח נקרא אנלוגי.בנקודה השנייה, הניצוץ עולה בחדות, תהליך היצירה הנוסף הוא בלתי צפוי.ואת העיקול השני נקרא המתח המרבי.
• השיטה השנייה של יצירת שכבת תחמוצת מופחתת לשמירה על מתח מתמיד באנודה.במקרה זה, הנוכחי יורד באופן אקספוננציאלי.המתח נבחר מתחת למתח הניצוץ.התהליך הולך אל זרם שיורית קדימה, שמתחתיו המפלס כבר לא נופל.ואז קצוות דפוס.

הבחירה אלקטרוליט הנכון משחק תפקיד גדול בתהליך דפוס.בתעשייה, זה מסתכם במחקר של אינטראקציה של מדיה קורוזיביים עם אלומיניום:

1. נציגים של הקבוצה הראשונה של אלקטרוליטים, זה כולל בוריק, חומצת לימון ובורקס, כמעט לא לפזר אלומיניום ותחמוצת.בשימוש מסיבי בייצור של קבלים אלקטרוליטיים.דפוס ארוך מוביל לירידה מתח של עד 1500 V, אשר קובע את עובי השכבה דיאלקטרי.
   

   קבלים אלקטרוליטיים בעלי מתח גבוה

2. חומצות חומצה כרומי, גופרית, סוצ'ינית וחומצה אוקסלית ממיסות היטב את האלומינה, אך אינן משפיעות על המתכת.תכונה ייחודית של דפוס היא שכבה דיאלקטרי עבה יחסית.יתר על כן, עם התרחבות נוספת לא מתרחשת ירידה משמעותית בהגדלת זרם או מתח.תהליך זה משמש ליצירת קבלים חשמליים עם ביצועים נמוכים יחסית( עד 60 V).הידרטים ומלחים של חומצה המשמשים מעורבים עם תחמוצת אלומיניום במבנים נקבוביים.תהליכים אלה יכולים לשמש למטרות הגנה.ואז דפוס הולך לפי התוכנית הקודמת( הקבוצה הראשונה), והוא הושלם כמתואר.שכבת מגן של hydroxides מגן על תחמוצת מפני הרס במהלך המבצע.
3. הקבוצה השלישית של אלקטרוליטים מורכבת בעיקר של חומצה הידרוכלורית.חומרים אלה אינם משמשים בתהליך היציקה, הם ממיסים אלומיניום ומלחי שלה היטב.אבל מרצון המשמש לניקוי משטחים.

עבור טנטלום ו niobium, כל אלקטרוליטים נופלים תחת הסיווג של הקבוצה הראשונה.הקיבולת של הקבל נקבעת בעיקר על ידי המתח שבו הושלמה היציקה.Polyhydric alcohols, גליצרין ואתילן גליקול salts משמשים באופן דומה.לא כל התהליכים עוקבים אחר התוכנית המתוארת לעיל.לדוגמה, כאשר אלומיניום מעוצב בתמיסה של חומצה גופרתית בשיטת הזרם הישיר, מפורטים החלקים הבאים של הגרף:

1. עלייה מהירה במתח נצפית במשך מספר שניות.
2. ואז, באותו שיעור, ירידה לרמה של כ 70% של השיא נצפתה.
3. שכבת תחמוצת עבה, נקבובית מתגברת בשלב השלישי, והמתח גדל באיטיות רבה.
4. בחלק הרביעי, המתח עולה בחדות לפני התרחשות של ניצוץ ניצוץ.קצוות דפוס.

הרבה תלוי בטכנולוגיה.עובי השכבה, ולכן, המתח התפעולי ועמידות הקבל, מושפעים מריכוז אלקטרוליטים, טמפרטורה ופרמטרים אחרים.סימון על קבלים