Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.1.717-720 УДК 621.319.42 : 621.762.8 : 669.294 ВОЗМОЖНОСТИ СНИЖЕНИЯ ТОКА УТЕЧКИ ТАНТАЛОВЫХ КОНДЕНСАТОРОВ Т. Ю. Прохорова, В. М. Орлов Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия Аннотация Рассматривается возможность снижения тока утечки танталовых конденсаторов обработкой заформованных анодов в растворах фтористоводородной кислоты или парах, содержащих ортофосфорную кислоту, с последующим повторным анодированием. Показано, что такая обработка позволяет снизить ток утечки на 30-40 %. Ключевые слова: конденсаторный порошок, конденсатор, ток утечки, анодирование, тантал. POSSIBILITIES OF REDUCING THE LEAKAGE CURRENT OF TANTALUM CAPACITORS T. Yu. Prokhorova, V. M. Orlov I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the Federal Research Centre “Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences”, Apatity, Russia Abstract The way of leakage current reducing in tantalum capacitors by anodes processing in hydrofluoric acid solutions and vapors containing orthophosphoric acid with following reanodization, has been studied. It was shown this makes it possible to reduce the leakage current by 30-40 %. Keywords: capacitor powder, capacitor, leakage current, anodization, tantalum. Ток утечки является одной из важнейших характеристик конденсаторов наряду с ёмкостью и тангенсом угла диэлектрических потерь [1]. Его величина определяется качеством анодной оксидной пленки. В свою очередь, на её характеристики оказывают влияние многие факторы, например, формовочный электролит, используемый для анодного окисления [2], содержание примесей в металле [3]. Процесс получения объёмно-пористых анодов конденсаторов состоит из нескольких этапов: порошок прессуют в таблетки, спекают их в вакуумной печи, получая пористые заготовки, которые затем анодируют (оксидируют). Представляет интерес возможность повышения качества анодного оксида путем его дополнительной обработки. Такая возможность была исследована в работе [4], авторы которой предлагают обрабатывать аноды, изготовленные из оксида ниобия NbO, окислителями, комплексообразователями, кислотами или основаниями Бренстеда. Нами исследована возможность снижения тока утечки обработкой оксидированных до напряжения 16 В танталовых анодов 40 %-й фтористоводородной кислотой методом погружения, а также термообработкой в парах, содержащих H 3 PO4, при температуре 300 °С. Аноды изготавливали из танталового порошка, полученного магниетермическим восстановлением пентаоксида тантала, дополнительно раскисленного в парах магния при температре 830-850 °С в течение 5 ч. Прессование и спекание анодов проводили, как описано в работе [5]. Оксидирование (формовку) спеченных анодов проводили в 0,1 %-м растворе H 3 PO 4 в комбинированном режиме: сначала при постоянной плотности тока 150 мА г -1 до 16 В, а затем в потенциостатическом режиме в течение 5 ч. Затем аноды промывали в горячей воде (85 °С) в течение 1 ч от остатков электролита и сушили при 125 °С. Одну часть анодов обрабатывали, погружая в раствор на заданное время. Затем сразу погружали в горячую воду на 1 ч, чтобы убрать остатки обрабатывающего раствора, сушили. После этого повторяли процесс анодирования. Другая часть анодов для сравнения характеристик шла на измерения без дополнительного обрабатывания. При погружении в 40 %-й раствор HF наблюдалось интенсивное газовыделение, вероятно, из-за разогрева, вызванного растворением анодной пленки. Однако при повторном анодировании восстановление заданной напряжением толщины оксида проходит быстро и процесс выходит на потенциостатический режим за 2-5 мин. Чтобы исключить факт влияния собственно повторного анодирования на изменение электрических характеристик, часть проб подвергли повторной формовке без дополнительной обработки в HF. В табл. 1 представлены характеристики исходных анодов (1 формовка) и анодов прошедших дополнительную формовку (2 формовки). Видно, что повторная формовка практически не сказывается на удельном заряде Q (разброс значений 2-3 %, что находится в пределах погрешности измерения), тангенсе угла диэлектрических потерь tgS и токе утечки I в анодах из порошка с меньшей удельной поверхностью S. Для анодов из порошка с удельной поверхностью 4 м 2 г -1 наблюдается незначительное снижение тока утечки, в большей степени проявляющееся при увеличении времени измерения. Таким образом, вклад повторного анодирования в изменение тока утечки при дальнейших исследованиях не учитывался. 717