异步轧制高压电子铝箔织构演化行为及机制研究

摘要

本文以高压电解电容器阳极用高纯铝箔为对象，研究了微量元素含量对织构以及电性能的影响规律及机制，明确了不同微量元素的含量与分布对铝箔织构组成、含量以及电性能的影响规律，对于有效控制织构类型和含量，获得高含量立方织构具有重要意义;针对终轧前有无预备退火处理的高纯铝箔，进行不同速比的张力、无张力冷轧，研究了不同工艺参数对异步轧制高纯铝箔冷轧、再结晶织构的影响规律，探讨了异步轧制工艺参数对高纯铝箔微取向流变行为的作用机制，以期为获得更高的立方织构含量提供依据;针对张力异步轧制高纯铝箔，系统分析了退火过程中冷轧织构与再结晶织构之间的转化关系，探讨了铝箔中立方织构的演化规律，为高纯电子铝箔产品实际生产工艺优化提供理论依据。
　　研究发现，高纯铝箔含有的微量元素(Si、Fe、Cu、Pb、B、Mg、 Ti、Mn、Zn、V、Cr、Ga等）以Fe、Si、Cu和Pb含量较高，其中Fe、Si元素含量显著影响铝箔的电性能，控制Fe、Si含量，可有效提高铝箔的织构和电性能;而Cu和Pb元素含量的变化，对铝箔的织构和电性能无明显影响。微量元素在铝箔表面一定范围内的富集，有利于强织构的形成，而不显著影响成品电性能。微量元素的平均含量以及在表面的富集程度直接控制铝箔织构组成与最终电性能。而微量元素浓度在近表面深度方向上的波动，可导致在腐蚀发孔过程中微量元素的微观作用机制发生改变，影响隧道孔的稳定生长。尤其是表面Fe、Cu等元素浓度梯度的作用不可忽视。
　　高纯铝箔的冷轧织构组成以S、C以及B织构为主。但异步轧制的与同步轧制相比，主要织构的相对含量不同。无张力异步轧制，随着速比的增加，快、慢辊侧S织构与C织构、立方织构与旋转立方织构有相同的变化趋势，高斯织构始终保持在含量较低的水平。张力异步轧制时，快、慢辊各织构的含量随速比的变化不明显，立方织构含量不高，而S织构和C织构的含量增加。
　　以速比1.06异步冷轧软态铝箔，其织构的含量达最高值，经再结晶退火后，其立方织构的含量亦可达到最高值。以速比1.06异步冷轧硬态铝箔，其织构含量高于相同工艺下软态铝箔的含量，经相同的退火工艺处理后，硬态铝箔立方织构的含量仍高于软态铝箔的含量。由此，终道次异步冷轧以硬态铝箔为原料，有利于获得高含量的立方织构，提高铝箔的电性能。
　　研究表明，高纯铝箔终道次异步轧制前的预备退火，可促进最终成品退火时冷轧织构向立方织构的转变，是高纯铝箔获得高含量立方织构的必要的工序。此外，控制终道次异步轧制(速比为1.06)张力，可为最终成品退火时立方取向织构的形核和发展提供更有利的条件。适宜提高退火温度有利于获得高立方织构含量及强度的成品铝箔。但温度过高会有相反影响，本研究推荐异步轧制高纯铝箔最终退火温度以500℃为宜。
　　异步轧制高纯铝箔最终退火过程中，立方织构比其他再结晶织构具有绝对的生长优势。立方取向以平面应变方式发展，可使大多数位错在退火过程中滑移出变形晶体，进而立方取向亚结构的位错密度明显低于其它取向的亚结构，使立方取向亚结构在退火过程中易于形成低缺陷密度的再结晶晶核，而后长大。