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什么是铌电解电容器?

发布时间:2012-12-13

近些年,随着电子行业的快速发展,人们对铌电容器的需求量不断增大,铌材料成了人们关注的焦点。今天,我就来对其铌电容器应用作了简要说明。

铌电解电容器的简介

铌电解电容器:它用金属钽或者铌做正极,用稀硫酸等配液做负极,用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。

其特点是:体积小、容量大、性能稳定、寿命长。绝缘电阻大。温度性能好,用在要求较高的设备中。


铌电解电容器

铌电解电容器性能

铌和钽铝一样其表面可以形成介电氧化膜铌电容器的最大问题是热和电应力对介电氧化膜的破坏,造成漏电流增大,电容器失效。铌电容器的恶化机理与钽电容器类似,是由无定形介电氧化膜的晶化作用和阳极介电质的表面脱氧反应造成,而Nb2O5膜向金属铌扩散氧的速率远高于Ta2O5膜,试验表明,在360℃,30min退火,Nb2O5 ,膜溶解近50%,但Ta2O5 ,膜几乎没有任何影响。另外在铌电容器阳极氧化膜中存在的氧相,低价铌氧化物NbO和NbO2是导体和半导体,造成潜在的漏电流途径。只有通过改善铌粉的电性能和使用特殊的铌电容器加工工艺,介质氧化膜才能稳定,从而制造出具有稳定电性能的电容器。


铌电解电容器
 
铌在固体电解电容器中可有效代替钽,因为铌轻、便宜,尽管2种金属在晶体结构和物理化学性质上很相似,但钽、铌电解电容器的电性能是不同的:

(1)铌电容器在寿命测试时其漏电流有增加的倾向,最终导致其参数失效。

(2)钽电容器的漏电流长时间内没有明显的变化,但个别也有急剧增大偶尔发生一些灾难 性的失效。

(3)铌电容器的频率特性和温度特性与钽电容器非常相似都优于铝电解电容器。

铌电容器的一个重要特征是在寿命试验时着火情况少,典型的情况是漏电流变大, 通常不会被击穿,相反钽电容器的失效是击穿和短路,严重时会造成电容器着火和燃烧。 

铌电解电容和铝电解电容相比的优点:

1.体积小

由于铌电容采用了颗粒很细的钽粉,而且铌氧化膜的介电常数ε比铌氧化膜的介电常数高17,因此铌电容的单位体积内的电容量大。

2.使用温度范围宽

一般铌电解电容器都能在-50℃~100℃的温度下正常工作,但电性能远远不如钽电解。

3.性能

铌电解电容器中钽氧化膜介质不仅耐腐蚀,寿命长、绝缘电阻高、漏电流小而且长时间工作能保持良好的性能。

4. 阻抗频率特性

阻抗频率特性好对频率特性不好的电容器,当工作频率高时电容量就大幅度下降,损耗(tgδ)也急剧上升。但固体电解电容器可工作在50kHz以上。铌电容随频率上升,也要出现容量下降现象,但下降幅度较小,有资料表明,工作在10kHz时铌电容容量下降不到20%,而铝电解电容容量下降达40%。

5.可靠性高

可靠性高 铌氧化膜的化学性能稳定,又因铌阳极基体Ta2O5能耐强酸、强碱,所以它能使用固体或含酸的电阻率很低的液体电解质,这就使得铌电解的损耗要比铝电解电容小,而且温度稳定性良好。

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