La chaîne terminologique : feuille légère, feuille gravée, feuille formée
La feuille d'aluminium pour condensateurs passe par trois états souvent confondus. La feuille légère, également appelée feuille ordinaire ou électronique, est le matériau laminé livré par l'usine et constitue la véritable matière première de l'industrie. Une feuille gravée est une feuille légère dont la surface a été attaquée électrochimiquement pour multiplier la surface efficace. La feuille formée, parfois appelée feuille chimique, est une feuille gravée sur laquelle un oxyde anodique a été développé pour servir de diélectrique. La feuille d'électrode est le terme collectif désignant la feuille gravée et formée, et elle se divise commercialement en feuille d'anode haute tension, feuille d'anode basse tension et feuille de cathode.
Sélection de pureté et d’alliage
La feuille d'anode nécessite de l'aluminium de haute pureté, généralement 99,99 % ou plus, car les résidus de fer, de cuivre et de silicium augmentent le courant de fuite et réduisent la tension de tenue de l'oxyde développé. Les qualités standard utilisées pour les anodes sont des matériaux de type 1050, 1060 et 1070, avec des variantes de haute pureté où l'application est critique en termes de tension, tandis que la feuille cathodique peut être fabriquée à partir d'un matériau de pureté inférieure car le diélectrique n'y est pas développé. Les limites de composition et la désignation des qualités corroyées sont définies dans la norme ISO 209 et dans les désignations nationales correspondantes, et l'épaisseur de la feuille est classiquement classée comme produit inférieur à 0,2 mm, les tolérances de livraison étant régies par la norme EN 546-1 et les normes nationales de feuille équivalentes. Les exigences relatives aux condensateurs, y compris les méthodes d'essai électriques, sont spécifiées dans la CEI 60384-4.
Du laminage à la gravure et au formage
La feuille légère est laminée à l'état doux jusqu'à des épaisseurs généralement de 0,020 à 0,120 mm pour les anodes et de 0,015 à 0,050 mm pour les cathodes, puis refendue aux largeurs requises par la ligne d'enroulement. Lors de la gravure, la feuille passe à travers un électrolyte à base de chlorure où un courant contrôlé dissout l'aluminium et génère une structure de tunnel ou de fosse ; des gains de surface d'environ 20 à 100 fois la surface géométrique sont obtenus, et le gain exact est échangé contre la résistance mécanique, car une gravure importante rend la feuille cassante. La formation fait ensuite croître le diélectrique dans une solution choisie pour la classe de tension : la croissance consomme environ 1,2 à 1,4 nm d'oxyde par volt, donc une feuille formée à 500 V transporte un oxyde d'environ 0,6 à 0,7 micromètres par face.
Étapes du produit et paramètres typiques
| Scène | Épaisseur typique (mm) | Pureté de l'aluminium | Fonction |
|---|---|---|---|
| Feuille légère (stock d'anode) | 0.020-0.120 | 99,99 % et plus | Matière première pour feuille d'anode |
| Feuille légère (stock cathodique) | 0.015-0.050 | 99,5 % et plus | Matière première pour feuille cathodique |
| Feuille gravée | comme ci-dessus | inchangé | Agrandissement des surfaces |
| Feuille formée | comme ci-dessus plus oxyde | inchangé | Diélectrique pour la tension nominale |
La feuille d'anode basse tension est formée à quelques dizaines de volts et optimisée pour un gain de surface très élevé, tandis que la feuille d'anode haute tension est formée à plusieurs centaines de volts et nécessite une structure tunnel plus grossière qui ne se décomposera pas sous le champ appliqué.
Inspection et manutention à l'arrivée
Les producteurs de condensateurs inspectent les feuilles légères pour vérifier leur épaisseur sur toute la largeur, la cambrure, la hauteur des bavures, le nombre de trous d'épingle, la propreté de la surface et l'huile de laminage résiduelle, car chacun de ces défauts se propage par gravure et formage. Les rouleaux sont fournis sur des noyaux avec un enroulement à tension contrôlée et un nombre maximum d'épissures indiqué, et ils sont manipulés dans des zones propres car les empreintes digitales et l'humidité produisent des défauts de gravure localisés. Lorsque la feuille est livrée à l'état recuit, des tests de dureté ou de traction confirment que l'état mécanique correspond à la fenêtre du processus de gravure. Le contrôle des bavures est particulièrement important : un bord relevé peut perforer le séparateur dans l'élément enroulé et provoquer un court-circuit.
Foire aux questions
Q:Quelle est la différence entre une feuille légère et une feuille d'électrode ?
R : La feuille légère est la feuille laminée ordinaire avant tout traitement électrochimique. La feuille d'électrode est le même matériau après gravure et, pour les anodes, après formage, et c'est la forme réellement enroulée dans le condensateur.
Q:Pourquoi les feuilles d'anode nécessitent-elles de l'aluminium d'une pureté de 99,99 % ?
R : Les impuretés telles que le fer, le cuivre et le silicium créent des défauts dans l'oxyde anodique et augmentent le courant de fuite. Une pureté élevée est donc nécessaire pour maintenir la tension nominale et maintenir les pertes à un faible niveau.
Q:La même feuille peut-elle être utilisée pour l’anode et la cathode ?
R : Pas normalement. Le stock d'anode est d'une pureté plus élevée et plus épais, tandis que la feuille de cathode est généralement d'une pureté inférieure et plus fine car aucun diélectrique n'y est développé.
Q:Comment la gravure affecte-t-elle la résistance mécanique ?
R : La gravure élimine l'aluminium et crée une structure poreuse, de sorte que la résistance à la traction et l'allongement diminuent à mesure que le gain de surface augmente. La fenêtre de processus est définie là où le gain de capacité requis laisse encore suffisamment de force pour le bobinage.
Q:Quelle tolérance d’épaisseur est normale pour une feuille électronique ?
R : Les livraisons des usines sont certifiées par rapport à la norme de feuille applicable, avec des bandes de tolérance généralement de l'ordre de quelques pour cent de l'épaisseur nominale, et le profil plutôt que l'épaisseur d'un point unique est ce que mesure la ligne de condensateur.
Q:Comment stocker les films électroniques ?
R : Dans l'emballage d'origine, à température stable et à faible humidité, à l'abri du contact direct avec les mains nues, car l'humidité et la contamination modifient le comportement de gravure et peuvent provoquer des défauts localisés.