пористое покрытие для модификации поверхности фольги электролитического конденсатора

Формула изобретения

Пористое покрытие для модификации поверхности фольги электролитического конденсатора, состоящее из смеси токопроводящего и диэлектрического материалов, отличающееся тем, что в состав покрытия входит углерод в виде наночастиц.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиоэлектронной технике и может быть использовано в производстве электролитических конденсаторов.

Известны электролитические конденсаторы, в которых в качестве токосъемника используется углеродная пленка, нанесенная посредством вакуумного напыления на поверхность металлической основы [1].

Известны электролитические конденсаторы с оксидным диэлектриком, содержащие катод, состоящий из пористого или беспористого основания и пористого углеродного покрытия, состоящего из мелкодисперсного графитового покрытия с удельной поверхностью 1300-2000 м²/г [2].

К недостаткам покрытий, состоящих из мелкодисперсного графита, следует отнести относительно невысокие значения удельной свободной поверхности, из чего следует низкое значение электрической емкости конденсаторов, изготовленных с использованием такого покрытия.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является электролитический конденсатор, в котором катод образован электропроводящей подложкой, покрытой слоем на основе алюминия, который состоит из смеси гранул Al и Al₂O₃ [3].

К недостаткам этого покрытия следует отнести химическую активность и в связи с этим предрасположенность к фазовому старению вследствие окисления мелких гранул Al, что приводит к уменьшению удельной поверхности проводящей фазы. Это влечет за собой деградацию электролитических свойств конденсаторов, изготовленных на основе фольги, модифицированной этим покрытием.

Изобретение направлено на повышение эффективности пористого покрытия, стабильности его свойств, а также на возможность варьирования емкости электролитических конденсаторов посредством изменения структуры и свойств модифицирующего покрытия.

Это достигается тем, что в состав покрытия входит углерод в виде наночастиц. Таким образом новым является замена в составе покрытия, состоящего из смеси токопроводящего и диэлектрического материалов, алюминия на углерод в виде наночастиц.

Для иллюстрации заявляемого изобретения приведем пример его осуществления. На алюминиевую фольгу, толщиной 0,06 мм и чистотой 99,99% методом высокочастотного магнетронного распыления Al₂O₃ и C в среде аргона нанесли покрытие, состоящее из смеси этих материалов. Количественный фазовый состав полученного слоя соответствовал предельному значению электрической емкости.

На чертеже представлены микрофотографии внутренней структуры слоя, полученные методами растровой (а) и просвечивающей (б) электронной микроскопии. Диаметр нанотрубок не превышает 80 нм. Физическим основанием для формирования такой новой композиции служит способность углерода конденсироваться в среде аргона (чужеродная газовая фаза) с образованием наночастиц в виде фуллеренов, нанотрубок и т.д. Гетерогенный состав покрытия (C + Al₂O₃) и форма образований из углерода в виде наночастиц, в отличие от наиболее близкого аналога, позволяют получать слои с максимально возможной удельной поверхностью проводящей фазы и, соответственно, емкостью, что подтверждается актом измерений, выполненных на Воронежском заводе радиодеталей. Измерения емкости, выполненные спустя два месяца после изготовления покрытия, показали отсутствие деградации электрофизических свойств покрытия.

Как показали эксперименты и измерения, проведенные авторами, использование предлагаемого состава покрытия позволяет повысить емкость конденсаторной фольги, что способствует решению проблемы миниатюризации радиоэлектронных устройств.

Источники информации

1. Патент Японии N 2-41885, H 01 G 9/00, опубл. в 1991 г.

2. Полезная модель N 1569, 6 H 01 G 9/00, опубл. в 1996 г.

3. Патент Франции N 2688092, H 01 G 9/04, опубл. в 1994 г.