[논문]알루미늄 전해 커패시터용 음극박의 에칭 피트 성장

김홍일; 최호길; 김성한; 김영삼; 신진식; 박수길

알루미늄 전해 커패시터용 음극박의 에칭 피트 성장
Etch Pit Growth on Aluminum of Cathode Film for Aluminum Electrolytic Capacitor 원문보기

김홍일 (충북대학교) , 최호길 (충북대학교) , 김성한 (한국 JCC (주)) , 김영삼 (한국 JCC (주)) , 신진식 (한국 JCC (주)) , 박수길 (충북대학교)

High surface area electrodes for aluminum electrolytic capacitors are produced by AC electrochemical processes. Optimization of crystallographic etch pit growth on aluminium during AC etching of cathode film for aluminium as electrolytic capacitor has been established. In this work, we present the observations of pit distributions by galvanostatic measurements. The effects of electrolyte concentration, current density, frequency, various pre-treatments and etching time have been studied. The specimen was pretreated in 0.5M NaOH and 1M HCl at $40\sim60^{\circ}C$, and transferred into a cell containing 1M HCl, then various mol $H_2SO_4$ etchant was added. Pit size distributions were determined with scanning electron microscopy (SEM).

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문제 정의

따라서 본 연구에서는 알루미늄 전해 커패시터용 음극 박을 사용하여 교류에칭시 생성되는 피토 생성 및 에칭에 현상에 관한 것을 고찰 司였다.
5 V 로 이동하면서 broad한 전류의 증가를 보여중으로써 추측할 수 있다. 여기에서 염소이온의 급격한 확산에 의한 에칭 피트의 형성이 황산이온으로 인하여 균일한 에칭 피트가 형성 될 수 있는 조건을 제공해줌을 확인하였다.

제안 방법

,anostatB 이용하여 에칭을 시도하였다. HCl 을 기본 에칭용액으로 하여 다양한 전류일도와 주파수를 변화시켜주었다. 온도는 에칭 피트가 형성되는 400에서 601사이에 조건 변화를 시키며 에칭을 시도하였다.
1M H₂SO₄을 첨가한 후의 SEM image이다. Init E (V) = -1, Final E (V) - 0.5, Amplitude (V) = 0.025, Frequency (Hz) = 10 외 조건에서 AC voltammoetrtyg 이용하여 에칭피트 형성을 관찰하였다. scan rate는 1 V/s이고 에칭시 온도는 4이2로 일정하게 유지하였으며, 상대전극으로는 Pt wire 와 기준전극으로 Ag/AgCl/saLNaCl를 사용하였다.
비교적 균일한 분포를 보이고 있는 피트는 현재 약 111//F/W의 용량을 보여주고 있으나 모다 넓은 비표면적을 가져야만 고용량의 커패시터로 응용이 가능하다. 따라서 주로 에칭액으로 사용되는 HC₁ 용액을 이용 에칭피트를 형성하여 용량의 증대를 모색하였고 또한 H₂SO₄ 용액을 첨가하여 염소이온에 의한 급격한 에칭피트 형성을 제한하였다.
온도는 에칭 피트가 형성되는 400에서 601사이에 조건 변화를 시키며 에칭을 시도하였다. 또한 일정한 속도를 유지하면서 교반을 시켜주었고 상대전극오로 백금전극을 22리고 기준전극으로 Ag/AgCl 전극을 사용하여 에칭피트 성장에 관한 사항을 고찰하였다.
본 연구에서는 IM HC₁ 과 0.5M H₂SO₄을 이용하여 교류 에칭을 시도하였다. 결과적으로 염산을 첨가하기 전에는 불균일한 에칭피트가 형성되었으나 첨가 후에는 염소이온 및 황산이온의 경쟁적인 흡착에 의해서 비교적 균일한 에칭 피트가 형성됨을 관찰하였다.
에칭된 시편을 SEM을 이용하여 표면에 형성된 에칭 피트를 관찰하였고, 에칭 피트 거동을 관찰하기 위해서 WBCS-3000을 이용하여 상온에서의 Linear Sweep와 Cyclic voltammoetry 변화에 따른 V-I 곡선믈 측정하였다.
HCl 을 기본 에칭용액으로 하여 다양한 전류일도와 주파수를 변화시켜주었다. 온도는 에칭 피트가 형성되는 400에서 601사이에 조건 변화를 시키며 에칭을 시도하였다. 또한 일정한 속도를 유지하면서 교반을 시켜주었고 상대전극오로 백금전극을 22리고 기준전극으로 Ag/AgCl 전극을 사용하여 에칭피트 성장에 관한 사항을 고찰하였다.
진행하였다. 우선 알루미늄 박을 lx4wf 의 크기로 자른 후 0.5M 의 NaOH 와 1M의 H₂SO₄에서 전처리를 하여 피막을 제거하고 에칭이 잘 이루어질 수 있도록 조건을 형성하였다. 후에 2차 증류수로 충분히 세척을 하였으며 Potentiostat/Gal.

성능/효과

5M H₂SO₄을 이용하여 교류 에칭을 시도하였다. 결과적으로 염산을 첨가하기 전에는 불균일한 에칭피트가 형성되었으나 첨가 후에는 염소이온 및 황산이온의 경쟁적인 흡착에 의해서 비교적 균일한 에칭 피트가 형성됨을 관찰하였다.
결과적으로 황산을 첨가하기 전과 후의 형성된 에칭 피트를 관찰해보면 첨가하기 전해는 불규칙적인 피트의 형성을 보이고 있지만 첨가한 후에는 일정한 형태의 에칭 피트가 형성된 것을 관찰할 수 있다.
0 V 이하에서 알루미늄 금속의 부식억제 현상은 황산에외한 산화막 생성에 기인하기 보다는 전류 흐름이 없이 일어나는 황산이온의 전극 표면에의 흡착현상과 관련이 있는 것으로 추측된다. 알루미늄의 피토 형성이 CT의 흡착에 의한 산화막 파괴에 의함을 고려할 때 결과적으로 염소이은과 황산이온의 경쟁적인 흡착하는 관계에 있으며 황산이온으로 인하여 일시적인 흡착으로 인하여 급격히 일어나는 염소이온에 의한 부식현상을 방지해 주는 것으로 사려된다. 이는 약 0.
0-0 V까지 LSV(linear sweep voltamm机ry)에 대한 결과이다. 전류의 급격한 상승이 일어나는 피팅 전 위 耳는 황산 첨 가 후에 anodic 방향으로 이동하는 것을 관찰할 수 있었다. 황산 첨가시에 나타나는 0.

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