钽电容器用二氧化锰被覆液的研究

摘要

近年来，各类军民用电子产品都在朝着薄型、轻型和小型化方向发展，这就要求产品使用的元器件实现小型化。以二氧化锰(MnO2)作阴极的固体钽电容器，其显著优点就是容量大且易于制成小型和片型元件，因而在各类电子产品中得到广泛应用。MnO2 阴极膜是由浸渍/热分解硝酸锰(Mn(NO3)2)溶液形成的，所用的Mn(NO3)2溶液称为被覆液。被覆液的性能对 MnO2阴极膜的形成及钽电容器的电性能有重大影响。 本研究从被覆液的粘度、表面张力和脱水热分解反应，这三个影响MnO2阴极膜形成的主要因素入手，展开了系统的研究。 1. 通过测试35%～60%的Mn(NO3)2溶液的粘度得出，当Mn(NO3)2溶液的浓度等于或大于50％时，粘度等于或大于24.6cp，被膜效果很差；Mn(NO3)2溶液的浓度等于45%时，粘度等于15.8cp，被膜效果较好；Mn(NO3)2溶液的浓度等于或小于43%时，粘度等于或小于12.7cp，被膜效果好，形成的MnO2膜附着力很强，致密不易脱落。向Mn(NO3)2溶液中添加适量水溶性降粘剂，测试粘度后得出，降粘剂并不能显著降低高浓度(50%及以上)Mn(NO3)2溶液的粘度，且被膜效果仍然很差，形成的MnO2膜附着力低，易脱落。 2. 通过在被覆液中添加 JFC-2、JFC-E、AEO3等表面活性剂，并测试被覆液的表面张力，得出添加 JFC-2 时，表面张力降低最显著。45%Mn(NO3)2溶液添加了0.2%的JFC-2，被膜后能形成良好的MnO2膜。然后继续在被覆液中添加乙醇和叔丁醇，并测试被覆液的粘度和表面张力得出，相比乙醇，虽然添加叔丁醇的被覆液表面张力更低，但粘度很大，且被膜后形成的MnO2膜附着力低，疏松易脱落。 3. 通过在被覆液中添加过氧乙酸、硝酸铵、硝酸镍等催化剂，并对被覆液进行DSC分析，分析结果表明，添加2%过氧乙酸的被覆液的脱水温度可降低约30℃，且被膜效果好，形成的MnO2膜附着力很强，无脱落现象；添加2%硝酸铵的被覆液的脱水温度可降低约15℃，Mn(NO3)2的分解反应温度可降低约5℃，被膜效果差，形成的MnO2膜附着力低，疏松易脱落。硝酸镍、高猛酸钾等催化剂的氧化性比Mn(NO3)2的强太多，添加到被覆液中，常温下很快就生成MnO2沉淀，无法应用于实际生产中。

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