可靠性论文铝电解电容的失效机理和失效模式

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1、铝电解电容的主要的失效机理和失效模式何振林（桂林电子科技大学机电工程学院广西桂林541004）摘要：本文通过对铝电解电容基本结构的分析，重点讨论丫铝电解电容的主耍失效机理和失效模式，通过对铝电解电容的典型失效案例分析其失效机理和失效模式，提出预防铝电解电容失效的建议。关键词：铝电解电容失效机理失效模式预防失效ThemainfailuremechanismandfailuremodeofelectrolyticcapacitorsHEZhenlin(AcademyofmechanicalandelectricalengineeringofGuilinUniversity

2、ofElectronicScienceandTechnology,Guilin541004,China)Abstract：Thisarticlebasedontheanalysisofthebasicstructureofaluminumelectrolyticcapacitors，focusedonthemainfailuremechanismandfailuremodeofaluminumelectrolyticcapacitors,putforwardtopreventfailureofelectrolyticcapacitors，bywayoffailureo

3、felectrolyticcapacitorstypicalcaseanalysisofitsfailuremechanismandfailuremode.Keyword：aluminumelectrolyticcapacitorsfailuremechanismfailuremode1.铝电解电容器的基本概念P*o)^ctingpap

4、叠卷绕而成的，电极浸过电解液之后，再用铝克和胶盖封闭起来就做成一个铝电解电容器。极箔片阳极氧化膜阴极引出片O©天然氧化膜浸有电解液的衬垫纸•阴极箔片图一：铝电解电容的基本结构铝电解电容实际上起着阴极作用的是电解质糊体，衬垫张只不过是电解质裁体，铝箔表面是致密的、无孔的AL203电解质。负极的表面有氧化膜的负极箔，和电解质糊体就构成一个电容，只是因为氧化膜薄，其构成的电容比阳极箔和电解质糊体构成的电容大许很多。阳极笵的表面柯很多腐蚀出的柱孔，在柱孔的内壁等表面部位，经阳极氧化生成一层氧化膜（A1203）。这层氧化膜很薄而且非常致密，是一种绝缘的电介质，并起着耐电压的作用

5、。氧化膜很薄意味着“两极”（阳极箔的金属基体与电解质糊体）的距离很短，可以使比容增加，因为厚度与比容成反比。氧化膜的致密可以减小漏电流，并增加耐电压的能力。阴极表面也被腐蚀出许多微细的蚀孔，类似于海绵体的形状。阴极的电解质糊体既渗透到阳极柱孔屮，也渗透到负极海绵态蚀孔中。对于铝电解电容器而言，必须对阳极箔进行化学处理，来形成阳极箔表而介质氧化膜，从而使得阳极箔能够承受规走的电压。但是阴极箔通常无需像阳极箔那样处理，其表面为天然氧化膜，这种天然氧化膜仅在常温下就具有一定的耐压能力（1〜1.5V）。同吋也由于这种天然膜的不均一性和不稳定性，根本无法保证阴极的精确的、稳定的

6、耐压性，尤其是在高温的环境下。当铝电解电容器被施加与极性相反的电压时，因为一般铝电解电容所用的电解液都会有1%以上的水份，此时电解液中的水分会被电流分解，产生氧气,这有利于修补阴极氧化膜和提高特性，但是水易与铝反应（特别是在高温下），发生水合反应，在阴极箔表面生成氧化铝膜，这种反应会使阴极箔容量降低，电容的总容量则会由于PH极箔和阴极箔的合成容量减少而减少，损失增加。另外由于水和铝反应时，在电容器内部产生氢气，造成电容器内部压力增加。当施加的反昀电压增加时，电容周围的温度就越高，产生的气体就越多，而且增加电压和其周围的温度会使电容的外壳膨胀，有时还会使安全装賈（如防爆

7、阀）松动甚至打开，对于没有安全装賈的电容器，其封口还有脱落的可能。所以使用吋不能接反。铝电解电容的总的特点是容量比较大，但是漏电大，误差大，稳定性差，常常W作交流旁路或者滤波，有时候在要求不高时也用于信号耦合。2.失效机理2.1基本概念失效：指的是零部件失去原有设计所规定的功能称为失效。失效包括完全丧失原定功能，功能降低或有严重损伤功能，继续使用会失去可靠性及安全性。机理：指的是为实现某一特定功能，在一定的系统结构中各要素的工作方式以及诸要素在一定环境条件下相互联系、相互作用的运行规则和原理。失效机理：引起失效的物理、化学或其他的原因和过程。失效机理