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🌡️ 📆 令和6年4月20日

定電位アノード酸化の温度条件とバルブメタルアノード酸化皮膜の構造変化

立花和宏,○赤峰広規,風間晃,遠藤孝志,仁科辰夫,尾形健明, 表面技術協会第１１２回講演大会 , 石川県地場産業振興センター, 2005-10-5

定電位アノード酸化保持の温度変化におけるニオブアノード酸化の構造変化（仮）<sup>1)

2)</sup>ニオブコンデンサ用固体電解質のニオブアノード酸化皮膜への最適塗布条件³⁾電解コンデンサ用カソード材料の接触によるニオブアノード酸化皮膜の欠陥修復⁴⁾

1. 緒言及び目的
　ニオブ固体電解コンデンサは酸化皮膜を誘電体として用いる１）。長原らは、ニオブアノード酸化皮膜の比誘電率42はであり、タンタルアノード酸化皮膜の比誘電率（23～27）に比べて大きいので、ニオブコンデンサーの開発が進めば、コンデンサの更なる小型大容量化が期待できる。しかし、ニオブアノード酸化皮膜は、熱による影響を受けやすい、と述べている２）。長原らの研究は、電解液60℃、定電位100Vに保持した際のエージング時間の違いの皮膜の構造変化が研究されているが、電解液の温度変化に対する皮膜の構造変化は研究されていない。そこで、電解液の温度を変えてエージングを行い、皮膜の構造変化の観察し、漏れ電流が小さくなる条件を検討することを目的とした。
2. 方法
　ニオブ箔（厚さ0.05mm、純度99.9％）を旗型に切り出し、アルカリ脱脂後、5分間超音波洗浄した。その後、旗型電極の柄の部分を50Vでマスキングし、電極面積が１cm2となるようにした。0.015Ｍリン酸水溶液,25℃で電流密度0.4mA/?で定電流アノード酸化し、電位が20V・100V（VS.Ag/AgCl）に達したら180分エージングした。参照極にAg/AgCl、対極にPtを用いた。次に同じ条件で温度を60℃にして行った。化成前、25℃化成後、60℃化成後のニオブをSEMにより観察した。
3. 結果および検討
　図１に電解液60℃、20Vの化成時のニオブアノード酸化皮膜のSEM写真を示した。2万倍での写真だが、欠陥がほぼ見られなかった。それに対し、図2に示した電解液およそ25℃、100Vで化成したニオブアノード酸化皮膜は、直径約1μmのひび割れが見られた。図3の電解液60℃、100V化成のニオブアノード酸化皮膜には、約直径
1～5μmの花びら状欠陥が見られた。3時間後の漏れ電流が60℃、20V化成ののニオブは約1μAで、25℃、100V化成のニオブは約10μA、60℃、100V化成のニオブは約18μAだったことから、化成電位、セル内温度が上がれば、欠陥が成長し、漏れ電流が増えることがわかった。


デジタルハイスコープ(HIROX KH-2400)⁵⁾での観察も見事でした。

ニオブ固体電解コンデンサ,キャパシタ
仁科 辰夫, 卒業研究（C1-電気化学, 講義ノート, (2006).

ニオブアノード酸化皮膜の漏れ電流に及ぼす導電性高分子の接触効果
赤峰広規,立花和宏,仁科辰夫,遠藤孝志,尾形健明, 化学系９学協会連合東北地方大会, (2004).

ニオブコンデンサ用固体電解質のニオブアノード酸化皮膜への最適塗布条件
伊藤晋,立花和宏,仁科辰夫,遠藤孝志,尾形健明, 化学系９学協会連合東北地方大会, (2003).

電解コンデンサ用カソード材料の接触によるニオブアノード酸化皮膜の欠陥修復
田中良樹,立花和宏,仁科辰夫,遠藤孝志,尾形健明, 2003年電気化学秋季大会, (2003).

デジタルハイスコープ, 測定装置.