Методы тестирования фольги


1. Измерение сопротивления разрыву

Оборудование

Испытательная машина с относительной погрешностью не более 1 %. Диапазон измерения силы 0 - 500 Н. Скорость перемещения зажима 50 - 60 мм/мин.


Метод

Для испытания фольги на сопротивление разрыву вырезают 5 образцов фольги по ширине рулона в соответствии с рисунком 1, отступив от непротравленных кромок не менее 5 мм.

Размеры образца приведены на рисунке 2.

Образец прочно фиксируют строго в вертикальном положении и прилагают нарастающую нагрузку.

Предельная прочность на разрыв определяется при применении силы натяжения (усилия натяжения) на испытываемый образец, до разрыва образца фольги. При обрыве образца фольги в месте фиксирования зажимами, испытание не засчитывается и испытание проводится на другом образце.

Рисунок 1 - Схема отбора образцов

L - задаётся используемым оборудованием;
* Размер обеспечивается инструментом.

Рисунок 2 - Размеры образца



2. Измерение фольги на устойчивость к перегибу

Оборудование

Автоматическая загибочная машина, частота сгибаний 350 ± 10 в минуту.


Метод

Для испытания фольги на сопротивление разрыву вырезают 5 образцов фольги по ширине рулона в соответствии с рисунком 1, отступив от непротравленных кромок не менее 5 мм.

Размеры образца приведены на рисунке 3.

L - задаётся используемым оборудованием;
* Размер обеспечивается инструментом.

Рисунок 3 - Размеры образца

Закрепить образец в зажимах согласно рисунку 4.

Испытания фольги на устойчивость к перегибу заключаются в изгибе фольги на угол ± 90° от исходного положения поперек образца с одновременным растяжением фольги вдоль образца грузом 100 г. Размеры образца приведены на рисунке 3. Частота сгибаний - 350 ± 10 в минуту. За один перегиб принимается поворот на 90° в одну сторону (рисунок 5).


Рисунок 4 — Крепление образца

Тип фольги Радиус, мм
Травленая анодная фольга 0.5 ± 0.05
Формованная анодная фольга 0.5 ± 0.05
3.5 ± 0.35
Катодная фольга 1.0 ± 0.10

Рисунок 5 — Счёт количества перегибов



3. Измерение удельной ёмкости травленой низковольтной фольги

Процедура измерений:
  • 1) Формовка
  • 2) Тест качества формовки
  • 3) Измерение емкости

Схема отбора образцов / Размеры образца

Вырезать 5 образцов по ширине рулона согласно рисунку 6. Размеры образца приведены на рисунке 7.

После вырезания на кромках образца не должно быть разрывов и заусенцев.


Рисунок 6 — Схема отбора образцов


Рисунок 7 — Размеры образца


Формовка
Электролит
  • Фосфорная кислота - 0.5 ± 0.05 г/л;
  • Фосфат аммония - 0.5 ± 0.05 г/л;
  • Деионизованная вода (удельное сопротивление ≥ 10 МОм·см при 20 °С);
  • Удельное сопротивление электролита (при 70 °С - 450 ± 50 Ом·см.

Оборудование

Установка статической формовки травленой низковольтной фольги, состоящая:

  • 1) Ванна из нержавеющей стали (противоэлектрод);
  • 2) Источник постоянного тока:
    • - стабильность пульсирующего тока < 0.5%;
    • - стабильность напряжения < 0.5%;
    • - погрешность вольтметра < 0.3%.

Формовка
  • Плотность тока - 0.05 А/см2;
  • Температура электролита - 87 ± 3 °С;
  • Формовочное напряжение - 30 В.

Завесить образцы травленой фольги в формовочный электролит так, чтобы вывод образца на (12 – 15) мм был ниже уровня электролита.

Формовку образцов травленой фольги производить согласно режиму, отображённому на рисунке 8. Допускается увеличивать время формовки на один цикл.


Рисунок 8 — Режим формовки низковольтной фольги


Измерение напряжения
Электролит
  • Борная кислота - 70 г/л;
  • Деионизованная вода (удельное сопротивление ≥ 10 МОм·см при 20 °С);
  • Температура электролита - 90 ± 2 °С.

Оборудование
  • 1) Стакан из нержавеющей стали (противоэлектрод);
  • 2) Источник постоянного тока:
    • - стабильность пульсирующего тока < 0.5%;
    • - стабильность напряжения < 0.5%;
    • - погрешность вольтметра < 0.3%.
    • - плотность тока - 0.2 мА/см2.

Способ измерения

Поместить испытываемый образец в электролит так, чтобы верхняя часть измеряемого образца была ниже поверхности раствора на (6 - 8) мм;

Присоединить образец к положительному полюсу, а стакан из нержавеющей стали — к отрицательному полюсу источника питания. Подать на образец ток 2 мА. Отметить время достижения напряжения формовки (ТД UФ) и, после выдержки в течение одной минуты, отметить максимальное напряжение (UM).


Измерение ёмкости
Электролит
  • Адипат аммония - 100 г/л;
  • Деионизованная вода (удельное сопротивление ≥ 10 МОм·см при 20 °С);
  • Удельное сопротивление электролита (при 20 °С) - 16 ... 20 Ом·см.

Оборудование
  • 1) Прибор для измерения электрической ёмкости с относительной погрешностью ≤ 1%. (Частота при измерении — 50 Гц.)
  • 2) Ячейка из прозрачного инертного материала.
  • 3) Полоса травленой термоокисленной фольги с удельной ёмкостью не менее 40 000 мкФ/дм2 (противоэлектрод).

Способ измерения

Поместить образец фольги в электролит так, чтобы верхний край измеряемого образца точно совпадал с уровнем электролита. Выдержать образец в электролите в течение двух минут и произвести измерение ёмкости.

Для выражения ёмкости в мкФ/дм2 измеренное значение умножить на 10.



4. Измерение удельной ёмкости травленой высоковольтной фольги

Процедура измерений:
  • 1) Формовка
  • 2) Тест качества формовки
  • 3) Измерение емкости

Схема отбора образцов / Размеры образца

Вырезать 5 образцов по ширине рулона согласно рисунку 6. Размеры образца приведены на рисунке 7.

После вырезания на кромках образца не должно быть разрывов и заусенцев.


Формовка
Электролит
  • Лимонная кислота - 2 ± 0.2 г/л;
  • Деионизованная вода (удельное сопротивление ≥ 10 МОм·см при 20 °С);
  • Удельное сопротивление электролита (при 30 °С) - 1000 ± 50 Ом·см.

Оборудование

Установка статической формовки травленой низковольтной фольги, состоящая:

  • 1) Ванна из нержавеющей стали (противоэлектрод);
  • 2) Источник постоянного тока:
    • - стабильность пульсирующего тока < 0.5%;
    • - стабильность напряжения < 0.5%;
    • - погрешность вольтметра < 0.3%.

Формовка
  • Плотность тока - 0.05 А/см2;
  • Температура электролита - 90 ± 2 °С;
  • Формовочное напряжение - 400 В.

Завесить образцы травленной фольги в формовочный электролит так, чтобы вывод образца на (12 – 15) мм был ниже уровня электролита.

Формовку образцов травленой фольги производить согласно режиму, отображённому на рисунке 9


Рисунок 9 — Режим формовки высоковольтной фольги


Измерение напряжения
Электролит
  • Борная кислота - 70 г/л;
  • Деионизованная вода (удельное сопротивление ≥ 10 МОм·см при 20 °С);
  • Температура электролита - 90 ± 2 °С.

Оборудование
  • 1) Стакан из нержавеющей стали (противоэлектрод);
  • 2) Источник постоянного тока:
    • - стабильность пульсирующего тока < 0.5%;
    • - стабильность напряжения < 0.5%;
    • - погрешность вольтметра < 0.3%.
    • - плотность тока - 0.4 мА/см2.

Способ измерения

Поместить испытываемый образец в электролит так, чтобы верхняя часть измеряемого образца была ниже поверхности раствора на (6 - 8) мм.

Присоединить образец к положительному полюсу, а стакан из нержавеющей стали — к отрицательному полюсу источника питания. Подать на образец ток 4 мА. Отметить время достижения напряжения формовки (ТД UФ) и, после выдержки в течение одной минуты, отметить максимальное напряжение (UM).


Измерение ёмкости
Электролит
  • Адипат аммония - 100 г/л;
  • Деионизованная вода (удельное сопротивление ≥ 10 МОм·см при 20 °С);
  • Удельное сопротивление электролита (при 20 °С) - 16 ... 20 Ом·см.

Оборудование
  • 1) Прибор для измерения электрической ёмкости с относительной погрешностью ≤ 1%. (Частота при измерении — 50 Гц.)
  • 2) Ячейка из прозрачного инертного материала.
  • 3) Полоса травленой термоокисленной фольги с удельной ёмкостью не менее 40 000 мкФ/дм2 (противоэлектрод).

Способ измерения

Поместить образец фольги в электролит так, чтобы верхний край измеряемого образца точно совпадал с уровнем электролита. Выдержать образец в электролите в течение двух минут и произвести измерение ёмкости.

Для выражения ёмкости в мкФ/дм2 измеренное значение умножить на 10.



5. Измерение формовочного напряжения и удельной ёмкости формованной низковольтной и высоковольтной фольги.

Схема отбора образцов / Размеры образца

Вырезать 5 образцов по ширине рулона согласно рисунку 6. Размеры образца приведены на рисунке 7.

После вырезания на кромках образца не должно быть разрывов и заусенцев.


Измерение формовочного напряжения
Электролит
СоставНапряжение
≤ 600 В > 600 В
Борная кислота70 г/л50 г/л
Деионизованная вода (≥ 10 МОм·см при 20 °С)
Рабочая температура электролита90 ± 2 °С

Оборудование
  • 1) Стакан из нержавеющей стали (противоэлектрод);
  • 2) Источник постоянного тока:
    • - стабильность пульсирующего тока < 0.3%;
    • - стабильность напряжения < 0.3%;
    • - погрешность вольтметра < 0.1%.

Способ измерения

Поместить испытываемый образец в электролит так, чтобы верхняя часть измеряемого образца была ниже поверхности раствора на (6 - 8) мм. Присоединить образец к положительному полюсу, а стакан из нержавеющей стали к отрицательному полюсу источника питания. Подать на образец для фольги с UФ < 100 В ток 2 мА, на образец для фольги с UФ ≥ 100 В ток 4 мА. Отметить время достижения 95 % напряжения формовки (ТД 0.95UФ) и, после выдержки в течение одной минуты, отметить максимальное напряжение (UM).

Время достижения 95 % напряжения формовки (ТД 0.95UФ) для фольги с UФ < 100 В не должно превышать значения (UФ+30), для фольги с UФ ≥ 100 В — значения (UФ/2+30).


Рисунок 10 - График времени набора и замера напряжения


Измерение ёмкости
Электролит
  • Адипат аммония - 100 г/л;
  • Деионизованная вода (удельное сопротивление ≥ 10 МОм·см при 20 °С);
  • Удельное сопротивление электролита (при 20 °С) - 16 ... 20 Ом·см.

Оборудование
  • 1) Прибор для измерения электрической ёмкости с относительной погрешностью ≤ 1%. (Частота при измерении — 50 Гц.)
  • 2) Ячейка из прозрачного инертного материала.
  • 3) Полоса травленой термоокисленной фольги с удельной ёмкостью не менее 40 000 мкФ/дм2 (противоэлектрод).

Способ измерения

Поместить образец фольги в электролит так, чтобы верхний край измеряемого образца точно совпадал с уровнем электролита. Выдержать образец в электролите в течение двух минут и произвести измерение ёмкости.

Для выражения ёмкости в мкФ/дм2 измеренное значение умножить на 10.



6. Измерение ёмкости катодной фольги

Схема отбора образцов / Размеры образца

Вырезать 5 пар образцов по ширине рулона согласно рисунку 11. Размеры образца приведены на рисунке 7.

После вырезания на кромках образца не должно быть разрывов и заусенцев.

Электролит
  • Нитрат калия - 101 г/л;
  • Деионизованная вода (удельное сопротивление ≥ 10 МОм·см при 20 °С);
  • Удельное сопротивление электролита (при 20 °С) - 15 ... 20 Ом·см.

Оборудование
  • 1) Прибор для измерения электрической ёмкости с относительной погрешностью ≤ 1%. (Частота при измерении — 50 Гц.)
  • 2) Ячейка из прозрачного инертного материала.

Способ измерения

Согласно схеме (рисунок 12) поместить два образца фольги в электролит так, чтобы верхний край измеряемых образцов точно совпадал с уровнем электролита. Произвести измерение ёмкости.

Для выражения ёмкости в мкФ/дм2 измеренное значение умножить на 20.


Рисунок 11 — Схема отбора образцов


Рисунок 12 — Схема завешивания образцов



7. Испытание на стабильность оксидного слоя формованных анодных и катодных фольг

Принцип

Для оценки стабильности электропараметров формованной анодной и катодной фольг применяется тест на кипячение.

Электролит

Деионизованная вода (удельное сопротивление ≥ 10 МОм·см при 20 °С).


Обработка при измерении

Образцы формованной анодной фольги и травленой катодной фольги после измерения ёмкости тщательно промыть, далее поместить в химический стакан объемом 0.7-1 л с кипящей деионизованной водой (температура более 97 °С) и выдержать в течение 30 минут. Во время кипячения образцы не должны касаться друг друга, одновременно обработке подвергается не более шести образцов.


Для катодной фольги до и после кипячения измерить только ёмкость по методике, указанной в пункте 6.

Для анодной формованной фольги после кипячения измерить ёмкость и время достижения напряжения формовки:


Измерение ёмкости
Электролит
  • Адипат аммония - 100 г/л;
  • Деионизованная вода (удельное сопротивление ≥ 10 МОм·см при 20 °С);
  • Удельное сопротивление электролита (при 20 °С) - 16 ... 20 Ом·см.

Оборудование
  • 1) Прибор для измерения электрической ёмкости с относительной погрешностью ≤ 1%. (Частота при измерении — 50 Гц.)
  • 2) Ячейка из прозрачного инертного материала.
  • 3) Полоса травленой термоокисленной фольги с удельной ёмкостью не менее 40 000 мкФ/дм2 (противоэлектрод).

Способ измерения

Поместить образец фольги в электролит так, чтобы верхний край измеряемого образца точно совпадал с уровнем электролита. Выдержать образец в электролите в течение двух минут и произвести измерение ёмкости.

Для выражения ёмкости в мкФ/дм2 измеренное значение умножить на 10.


Измерение напряжения
Электролит
СоставНапряжение
≤ 600 В > 600 В
Борная кислота70 г/л50 г/л
Деионизованная вода (≥ 10 МОм·см при 20 °С)
Рабочая температура электролита90 ± 2 °С

Оборудование
  • 1) Стакан из нержавеющей стали (противоэлектрод);
  • 2) Источник постоянного тока:
    • - стабильность пульсирующего тока < 0.3%;
    • - стабильность напряжения < 0.3%;
    • - погрешность вольтметра < 0.1%.

Способ измерения

Испытываемый образец после измерения ёмкости промыть в обессоленной воде и поместить в электролит так, чтобы верхняя часть измеряемого образца была ниже поверхности электролита на (6 - 8) мм. Присоединить образец к положительному полюсу, а стакан из нержавеющей стали к отрицательному полюсу источника питания. Подать на образец для фольги с UФ < 100 В ток 2 мА, на образец для фольги UФ ≥ 100 В ток 4 мА. Отметить время достижения напряжения формовки (ТД·UФ) и, после выдержки в течение одной минуты, отметить максимальное напряжение (UM).

Электропараметры фольги после кипячения должны соответствовать следующим требованиям:

  • - время достижения напряжения формовки формованных анодных фольг не должно превышать 250 секунд;
  • - изменение удельной ёмкости анодной и катодной фольги не должно превышать ± 10 %.


8. Проверка фольги на содержание ионов хлора

Принцип

Содержание ионов хлора определяется визуально-нефелометрическим методом.


Реактивы
  • Кислота азотная 65%, х.ч.
  • Серебро азотнокислое, ч.д.а.
  • Деионизованная вода (удельное сопротивление ≥ 10 МОм·см при 20 °С)

Метод

Метод основан на образовании опалесценции хлорида серебра при взаимодействии ионов серебра и хлора. Опалесценция испытуемого раствора сравнивается с опалесценцией растворов стандартной шкалы.


Анализ
  • 1) отобрать образец испытуемой фольги размером 200x250 мм (0.1 м2 с учётом поверхности двух сторон);
  • 2) разрезать фольгу на полоски шириной 20-25 мм, свернуть каждую полоску в неплотный рулончик и поместить в колбу вместимостью 250 мл, добавить 100 мл 5 % раствора азотной кислоты;
  • 3) нагреть колбу на водяной бане до температуры 40-50 °С и выдержать 10 минут;
  • 4) удалить образцы стеклянной палочкой, давая раствору стечь с рулончика, охладить раствор;
  • 5) отфильтровать раствор. Фильтрат должен быть абсолютно прозрачным. Поместить 10 мл фильтрата в пробирку для измерения.
  • 6) прибавить по 10 капель 5 % раствора AgNO3 одновременно к испытуемому раствору и растворам стандартной шкалы. Через 10 минут сравнить опалесценцию испытуемого раствора с растворами стандартной шкалы.