鋁箔在鹽酸溶液中之交流電化學蝕刻行為研究

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曾國華(Guo-hua Zeng) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

鋁箔在鹽酸溶液中之交流電化學蝕刻行為研究
(Electrochemical Etching of pure Al-foil in HCl by triangular waveform)

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摘要(中)

本研究主要探討高純度鋁箔(99.95%)，在6N鹽酸(HCl)溶液中，以不同交流電波形進行電化學蝕刻，探討其孔蝕行為。其主要方法採用電化學量測方法 : 定電流循環極化法(GVP)，由三角波為主軸再加以改變其正、負電流峰值位置之波形進行交流電蝕刻實驗，頻率定為10Hz，蝕刻時間為100週期且各個波形之電量皆為一致，最大電流密度為±0.15A/cm2，分別量測鋁箔表面其對應之電壓變化，來推測金屬與溶液界面的電化學反應。
結果顯示由改變正電流峰值位置之交流電蝕刻資訊可知: 正電流峰值位置離陰極半週期的起始點越近時，則陽極膜(anodic film)破裂電位（Eb）與破裂電流（Ib）有較低數值，形成陽極氧化膜所需之電量（Qf）減少、鋁溶蝕所消耗之電量（Qd）增加，造成鋁箔嚴重孔蝕，蝕孔(pores)較大。改變負電流峰值位置之交流電蝕刻:負電流峰值位置遠離陰極半週期的起始點時，陰極半週期中產生較緻密之氫氧化鋁(Al(OH)3)腐蝕膜(etching film)，導致新蝕孔之發孔(成核)點減少，經陽極半週期對鋁基材之溶蝕後，使得蝕孔(pores)增大。

摘要(英)

Pitting behavior of the pure Al-foil at the initial stage of its electrochemical etching in 6N hydrochloric acid by different waveform of triangular pulses has been investigated in this work. The exploration of this electrochemical etching was carried out by galvanodynamic voltametry polarization (GVP) method. Triangular waveforms with the constant current density at 0.2A/cm2. The corresponding potential of the aluminum foil surface was measured and compared in the three cases to illustrate the pits formation with different morphologies at the initial stage of electrochemical etching.
The results of GVP curves reveals that there is a characteristic anodic peak (i.e., Eb, the breakdown potential of the anodic film) on the GVP. The magnitude of breakdown potential and breakdown current decreases in the order PPRT > PRT > ST > PLT > PPLT triangular waves. In PPLT Triangular waveform had less anodic film formation change (Qf) and more aluminum dissolution change (Qd) , so that the pores are big then other.

關鍵字(中)

★ 陽極氧化膜
★ 鋁箔
★ 腐蝕膜
★ 蝕刻
★ 交流電
★ GVP

關鍵字(英)

★ Al-foil
★ GVP
★ etching
★ anodic film

論文目次

目錄
中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VIII
圖目錄 XIV
第一章前言 1
1-1鋁電化學蝕刻 1
1-2鋁箔經交流電蝕之應用 2
1-2-1平板印刷鋁板 2
1-2-2鋁電解電容器電極箔 3
1-3論文研究動機 3
1-4本論文研究目的 4
第二章基礎原理與文獻回顧 5
2-1鋁的基本化學特性 5
2-1-1鋁之氧化物 5
2-1-2鋁之氫氧化物 6
2-2交流電蝕刻原理 7
2-3電蝕條件的影響 9
2-3-1氯離子的影響 9
2-3-2交流電蝕刻波形之影響 10
2-3-3交流電蝕頻率與電流密度的影響 11
2-3-4腐蝕液溫度之影響 12
2-4定電流循環伏安法(GVP)基本理論 12
第三章實驗方法與步驟 15
3-1試片準備 15
3-2交流電蝕刻與電化學量測實驗 15
3-3實驗所使用之儀器 16
第四章實驗結果 18
4-1不同波形之交流電蝕刻 18
4-1-1改變正電流峰值(IaM)之位置 18
4-1-2改變負電流峰值(IcM)之位置 19
4-2定電流循環極化(GVP)曲線圖 20
4-2-1改變正電流峰值(IaM)之位置 20
4-2-2改變負電流峰值(IcM)之位置 21
第五章討論 22
5-1改變陽極半週期電流波形對鋁箔交流電蝕刻之影響 22
5-1-1 GVP曲線中特性電位之探討 22
5-1-2 GVP曲線中特性電流之探討 22
5-1-3陽極氧化膜破裂阻抗之探討 23
5-1-4成膜電量（Qf）與鋁基材溶蝕電量（Qd）之探討 24
5-1-5溶解效率（η）之探討 26
5-2改變陰極半週期電流波形對鋁箔交流電蝕刻之影響 27
5-1-1 GVP曲線中特性電位與電流之探討 27
5-1-2陰極膜生成之探討 : 再鈍化電位與再鈍化電流 27
5-3不同電流波形對鋁箔交流電蝕刻之機制探討 28
5-3-1 正電流峰值之影響 28
5-3-2 負電流峰值之影響 29
第六章結論 31
第七章未來展望 32
參考文獻 33

參考文獻

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指導教授

林景崎(Jing-chie Lin)

審核日期

2009-7-28

推文