Большая техническая энциклопедия
2 3 8 9
U
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ЩЕ

Щелочное травление

 
Щелочное травление дает блестящую, но не зеркальную поверхность, так как травление в различных кристаллографических плоскостях происходит по-разному. Поэтому щелочное травление применяют для выявления дислокаций, создания чистых, но не полированных поверхностей, для травления сборок с кремниевым кристаллом.
Щелочное травление применяют для очистки поверхности изделий из алюминия и его сплавов. Травление проводят в вод-нем растворе NaOH с концентрацией 40 - 60 г / л или в растворе, содержащем 20 - 30 г / л NaOH и 20 - 30 г / л Na2CO3 при 40 - 50 С в течение 2 мин.
Щелочное травление нержавеющих сталей осуществляется в расплаве каустической соды ( 70 - 80 %) и селитры ( 30 - 20 %) при 400 - 550 С с выдержкой от 5 до 20 мин. Окалина на поверхности металла, появившаяся в результате термической обработки стали в этом расплаве, разрыхляется и значительная часть ее легко удаляется при последующем погружении стали в холодную промывную воду.
Для щелочного травления применяют раствор, содержащий 650 г / л едкого натра, температура раствора 70 - 80 С.
Компоновка модуля химико-электролитической металлизации.| Компоновка модуля щелочного травления. Модуль щелочного травления, показанный на рис. 2.50, производит травление рисунка печатной платы с защитным покрытием олово-свинец, оплавление этого покрытия и отмывку.
Предшествует щелочному травлению и обычно следует за ним обработка в различных смесях соляной, фтористоводородной, азотной, фосфорной, хромовой или серной кислоты. Типичная кислотная обработка представляет собой погружение предмета на 15 - 60 секунд в смесь азотной ( 3 объемные части) и фтористоводородной ( 1 часть) кислот, которая поддерживается при температуре 20 С.
Ванны для щелочного травления алюминия и его сплавов изготавливаются из углеродистой стали.
Кислотное или щелочное травления для сплавов алюминия могут повышать содержание водорода в поверхностных слоях и в этом отношении предпочтительнее электрохимические процессы на аноде ( анодное травление, электрополировка), так как они не связаны с контактом металла и ионов водорода в момент их разрядки. В ряде случаев следует применять механическую зачистку после обезжиривания.
Эффективный метод - щелочное травление, применяемое на ряде металлургических заводов. Это травление в 2 - 3 раза производительнее, чем кислотное, а потери металла при щелочном травлении в 3 - 5 раз меньше, чем при кислотном. Этот процесс осуществляют в расплаве каустической соды ( 80 %) и селитры ( 20 %) часто с добавками 3 - 5 % NaCl при температуре 400 - 650 С с выдержкой от 5 до 20 мин. Окалина, находящаяся на поверхности металла, в этом расплаве разрыхляется и значительная часть ее легко удаляется при последующем погружении стали в холодную воду для промывки.
Латуни, содержащие свинец, при щелочном травлении покрываются нерастворимыми солями свинца, отрицательно влияющими на качество сцепления гальванопокрытий с латунью. Для устранения этого явления их травят в концентрированной борфтористо-водородной кислоте или плавиковой ( разбавленной), а также предварительно меднят в цианистых электролитах.
Пенозащитный слой рекомендуют также применять при щелочном травлении алюминия и его сплавов, сернокислом анодировании, анодном снятии олова в щелочном растворе, хромировании.
Химическим способом, заключающимся в кислотном или щелочном травлении, удаляют в основном остатки застывшей пленки стеклосмазки. Наиболее эффективно стекло растворяет плавиковая кислота, особенно смесь ее с серной кислотой. Однако эти составы активно взаимодействуют с основным металлом. При точной штамповке с малыми припусками на обработку резанием это может привести к получению бракованных заготовок.
В червой металлургии сода каустическая применяется при щелочном травлении нержавеющих, кислотоупорных и жаростойких сталей, в производстве фенолов.

Использование разнообразных подложек в радиоэлектронных схемах предполагает различные способы кислотного и щелочного травления, поэтому применяемые фоторезисты должны быть стойки в чрезвычайно агрессивных средах.
Из этих модулей, блоков и устройств комплектуют восемь автоматизированных линий: щелочного травления, химической подготовки поверхности заготовок перед нанесением фоторезиста, химической подготовки слоев перед прессованием, проявления фоторезиста, снятия фоторезиста, химико-механической обработки заготовок печатных плат, изготовления печатных плат трафаретной печатью и, наконец, травления и снятия краски. Такой принцип проектирования оборудования для изготовления печатных плат определяет возможность мобильной переналадки комплексов в зависимости от номенклатуры и объемов производства, для профилактического обслуживания и ремонта, организации дифференцированного изготовления модулей на отдельных предприятиях.
Так, в табл 23 приводятся некоторые данные об ударной вязкости толстолистовой стали Х25Т до и после щелочного травления при различных температурах. Понижение ударной вязкости стали Х25 связано с развитием 475-град хрупкости при обработке ее в расплаве щелочи при 490 С. В случае обработки при 380 С ударная вязкость также снижается, но меньше, чем в первом случае. Таким образом, травление высокохромистых сталей, во избежание развития хрупкости, следует производить в смеси щелочи ( NaOH) с NaNO3 при более низкой температуре щелочной ванны.
Для удаления легкой окалины, получающейся при температуре ниже 750 С, снятия разрыхленного слоя окалины после щелочного травления и для глянцовки поверхности после опе-скоструивания, используется кислотное травление в растворах, состоящих из смесей HCl NaF, HNO3 HF, HCl HNO3 NaF. При кислотном травлении происходит наводороживание титана. Так как травление производится при низких температурах, когда скорость диффузии водорода в титане мала, водород, поглощающийся при травлении, концентрируется в узком поверхностном слое. Для уменьшения наводороживания в этом случае наиболее подходящими будут растворы, содержащие азотную кислоту.
В нормах строительного и технологического проектирования цехов металлопокрытий [5.6, 5.7] признано необходимым выделять в отдельные помещения следующие производственные и вспомогательные участки: отделение кислотного и щелочного травления, отделение оксидирования, неавтоматизированные участки гальванопокрытий с цианистыми электролитами, участки обезжиривания в органических растворителях, шлифовально-полировальные участки, участки ультразвуковой очистки, все дробеструйное оборудование и галтовочные барабаны. Перегородки между участками могут быть высотой 2 8 - 3 2 м либо до уровня перекрытий.
Травлению без обезжиривания могут подвергаться детали, поступающие на кислотное травление после термической их обработки, а также детали из металлов, растворяющихся в щелочах при щелочном травлении. Для удаления окалины и ржавчины с поверхности черных металлов применяется, главным образом, серная или соляная кислота при концентрации от 20 до 25 %, а также смесь серной ( 5 - 10 %) и соляной ( 15 - 10 %) кислот той же концентрации.
Составы растворов и режимы обработки паяемых поверхностей для разрыхления окалины. По донным Л. М. Никитинского н других [43], удаление окнс - iioii пленки с поверхности ci / лапов АМц и АМцПС в растворе кислот HNOg и HF вызывает меньшее растворение поверхности ( алюминия н его сплавов и обеспечивает большую чистоту поверхности перед пайкой, чем щелочное травление. При кислотном травлении нет необходимости в осветлении детален н в пять раз реже заменяют раствор в ванне травления.
Смеси на основе плавиковой и азотной кислот для обработки кремния. Щелочное травление дает блестящую, но не зеркальную поверхность, так как травление в различных кристаллографических плоскостях происходит по-разному. Поэтому щелочное травление применяют для выявления дислокаций, создания чистых, но не полированных поверхностей, для травления сборок с кремниевым кристаллом.
Непрерывная линия оцинкования для полосовой стали малого калибра исключает травление и использование флюса. Там применяется щелочное травление и чистота поверхности обеспечивается путем нагрева в камере или печи с восстановительной атмосферой водорода.
Интенсивность выделения вредных веществ при электролизе зависит от технологических параметров, физико-химических свойств и концентрации вещества в электролите. Наиболее интенсивно вредные вещества выделяются в процессах кислотного и щелочного травления. Анализом дисперсного состава туманов показано [17], что размер частиц находится в пределах 5 - 6 мкм при травлении, 8 - 10 мкм - при хромировании и 5 - 8 мкм - при цианистом цинковании.
В воздухе, удаляемом из гальванических цехов, вредные вещества находятся в виде тонкодисперсного тумана, паров и газов. Наиболее интенсивно вредные вещества выделяются в процессах кислотного и щелочного травления.
В связи с тем, что окисная пленка алюминиевых, а особенно алюми-ниево-магниевых проволок адсорбирует водород ( влагу), вызывающий пористость швов ( при их выполнении наиболее распространенным способом - аргоно-дуговой сваркой), для применения при изготовлении ответственных сварных изделий из алюминиевых сплавов такая сварочная проволокадолжна проходить поверхностную обработку. В связи с большей простотой часто ограничиваются щелочным травлением с последующим осветлением в кислотных растворах. Эти операции ос щсотвляются потребителями ( и тпови-телями сварных конструкций), причем максимальная продолжительность от момента такой дополнительной обработки проволоки до ее использования при сварке регламентируется ведомственными технологическими документами и инструкциями.
В случае сталей феррито-аустенитного класса марок ОХ22Н5Т, Х21Н5Т, ОХ21Н6М2Т, Х18Г8Н2Т, ОХ21Н6Б при травлении необходимо использовать свежие кислотные растворы, а сам процесс удаления окалины выполнять при относительно небольших выдержках. Если травление ведут в расплавах едкого натра и селитры ( щелочное травление), то во избежание охрупчивания температура обработки не должна превышать 375 - 400 С.

Для обработки деталей средних габаритов на подвесках при крупносерийном производстве применяется автомат типа АГ-5. В основу автомата положена усовершенствованная технология анодирования, характерной особенностью которой является замена операций щелочного травления и последующего осветления, применяемых обычно для деталей из алюминиевых сплавов, химическим обезжириванием в растворе тринатрИйфосфата с повышенной концентрацией эмульгатора.
Эффективный метод - щелочное травление, применяемое на ряде металлургических заводов. Это травление в 2 - 3 раза производительнее, чем кислотное, а потери металла при щелочном травлении в 3 - 5 раз меньше, чем при кислотном. Этот процесс осуществляют в расплаве каустической соды ( 80 %) и селитры ( 20 %) часто с добавками 3 - 5 % NaCl при температуре 400 - 650 С с выдержкой от 5 до 20 мин. Окалина, находящаяся на поверхности металла, в этом расплаве разрыхляется и значительная часть ее легко удаляется при последующем погружении стали в холодную воду для промывки.
Автомат химической очистки АГ-14 предназначен для очистки алюминиевых корпусов электролитических конденсаторов. Очистка производится с помощью механического программирования во вращающемся барабане, который в соответствии с заданной программой осуществляет последовательно щелочное травление, промежуточную промывку холодной водой, кислотное осветление, холодную и горячую промывку. Программа очистки задается командным устройством, состоящим из набора кулачков, профиль которых рассчитывается в соответствии с временем промывки на каждой позиции. Кулачки управляют однообо-ротными муфтами и дифференциалами. Такая конструкция отличается простотой и главное универсальностью, что в конечном итоге обеспечивает быстроту перестройки технологического процесса очистки.
Состав и режим работы электролитов для эматалирования. Детали средних габаритов на подвесках при крупносерийном производстве обрабатывают на автомате типа АГ-5. В его основу положена усовершенствованная технология анодирования, характерная особенность которой состоит в том, что операции щелочного травления и последующего осветления, применяемые обычно для деталей из алюминиевых сплавов, заменены химическим обезжириванием в растворе тринатрийфосфата с повышенной концентрацией эмульгатора.
Подложки в виде грибков из титана подвергали [109] различным видам химической обработки: травлению серной кислотой, смесью фтористоводородной и азотной кислот, анодированию, фосфатно-фторидной обработке, щелочному травлению. Оказалось, что адгезионная прочность образцов, подвергнутых щелочному травлению, почти в 2 раза выше прочности анодированных образцов, хотя шероховатость, степень пористости и химический состав поверхностного слоя ( ТЮ2) в обоих случаях одинаковы. У образцов, подвергнутых фосфатнофторидной обработке, адгезионная прочность также почти в 2 раза выше прочности образцов, обработанных серной кислотой, хотя и в данном случае и пористость, и степень шероховатости, и химический состав поверхностного слоя ( TiH) одинаковы. Удалось установить, что причина этих различий связана с тем, что на поверхности образцов, прошедших фосфатно-фторидную обработку, присутствуют фосфатные группы, а на поверхности образцов, подвергнутых щелочному травлению, - ОН-группы. Эти группы способны взаимодействовать с полярными группами эпоксидной смолы, что и обусловливает существенное повышение адгезионной прочности.
Подложки в виде грибков из титана подвергали [109] различным видам химической обработки: травлению серной кислотой, смесью фтористоводородной и азотной кислот, анодированию, фосфатно-фторидной обработке, щелочному травлению. Оказалось, что адгезионная прочность образцов, подвергнутых щелочному травлению, почти в 2 раза выше прочности анодированных образцов, хотя шероховатость, степень пористости и химический состав поверхностного слоя ( ТЮ2) в обоих случаях одинаковы. У образцов, подвергнутых фосфатнофторидной обработке, адгезионная прочность также почти в 2 раза выше прочности образцов, обработанных серной кислотой, хотя и в данном случае и пористость, и степень шероховатости, и химический состав поверхностного слоя ( TiH) одинаковы. Удалось установить, что причина этих различий связана с тем, что на поверхности образцов, прошедших фосфатно-фторидную обработку, присутствуют фосфатные группы, а на поверхности образцов, подвергнутых щелочному травлению, - ОН-группы. Эти группы способны взаимодействовать с полярными группами эпоксидной смолы, что и обусловливает существенное повышение адгезионной прочности.
Хорошая светлая поверхность изделий получается при травлении в растворе следующего состава: 1 вес. Температура раствора 20 С; время травления 5 мин. Этот состав также применяют для удаления с поверхности изделий пятен, остающихся после щелочного травления.
Автомат эксплуатируется следующим образом. Детали вручную загружаются в перфорированный барабан через открывающуюся стенку. Затем нажимается кнопка пуска, расположенная на отдельно стоящем пульте управления, и барабан, начав вращаться, опускается в ванну щелочного травления. Через заданное время он поднимается, а затем опускается в ванну промежуточной промывки. Далее следуют погружения на заданные промежутки времени в ванны кислотного осветления, промывки в холодной и горячей воде.
Правильная подготовка детали к сварке обеспечивает высокое качество наплавленного слоя и прочное сцепление его с основным металлом. Перед сваркой детали очищают и разделывают их кромки. Поверхность деталей очищают стальной щеткой, напильником, наждачным полотном, абразивным кругом, пескоструйным аппаратом, затем промывают бензином или керосином, а также подвергают щелочному травлению. Кромки листов свариваемых встык разделывают ( скашивают) под углом ( 60 - 70), а края изломов и пробоин выравнивают.
Добавление щелочи к водным растворам GeO2 не дает осадка вследствие значительной растворимости германатов щелочных металлов. Нейтрализация аммиаком приводит к более полному выделению, однако и в этом случае в растворе остается 0 2 - 0 3 г / л Ge. Метод осаждения гер-маната аммония действием NH4C1 был предложен для выделения германия из растворов со сравнительно высоким его содержанием, например после щелочного травления элементарного германия.
Добавление щелочи к водным растворам Ge02 не дает осадка вследствие значительной растворимости германатов щелочных металлов. Нейтрализация аммиаком приводит к более полному выделению, однако и в этом случае в растворе остается 0 2 - 0 3 г / л Ge. Метод осаждения гер-маната аммония действием NH4C1 был предложен для выделения германия из растворов со сравнительно высоким его содержанием, например после щелочного травления элементарного германия.
Анодная плотность тока 40 - 60 А / дм2, температура раствора 18 - 25 С. Анодная плотность тока 40 - 60 А / дм2, температура раствора 18 - 25 С. Для химического травления алюминия применяют кислотные и щелочные растворы. Для щелочного травления применя-юу раствор, содержащий 650 г / л едкого натра, температура раствора 70 - 80 С.
Композиции хинондиазидных фоторезистов состоят, как правило, из эфира полифенола с 5-сульфокислотой 2-диазо - 1-нафта-линона, низкомолекулярной фенольной или крезольной НС с Мп 500 - f - 900 или этилакрилат-стирол-метакрилатного сополимера ( фирма GAF, США) и растворителя. Кроме этих основных компонентов в состав композиции могут входить промоторы адгезии, красители, индикаторы, пластификаторы, наполнители и др. Фо-горезистные пленки толщиной до 10 мкм формируют из раствора на подложках SiO2 / Si, анодированного алюминия и других материалов. Под действием дозированного света ( экспонирование) нафтохинондиазидный остаток изомеризуется с выделением азота в замещенный кетен; последний быстро гидролизуется, превращаясь в производное инденкарбоновой кислоты. В отличие от исходного диазида, кислота растворима в водных щелочах, что делает возможным проявление фотолизованной пленки; при проявлении на фотолизованных участках с подложки удаляется инденовый и полимерный компонент пленки. Образующийся высокоразрешенный рельеф ( до 1000 линий на 1 мм) служит маской при кислотном и щелочном травлении подложки.
Композиции хинондиазидных фоторезистов состоят, как правило, из эфира полифенола с 5-сульфокислотой 2-диазо - 1-нафта-линона, низкомолекулярной фенольной или крезольной НС с Мп 600 - Ь 900 или этилакрилат-стирол-метакрилатного сополимера ( фирма GAF, США) и растворителя. Кроме этих основных компонентов в состав композиции могут входить промоторы адгезии, красители, индикаторы, пластификаторы, наполнители и др. Фо-горезистные пленки толщиной до 10 мкм формируют из раствора на подложках SiO2 / Si, анодированного алюминия и других материалов. Под действием дозированного света ( экспонирование) нафтохинондиазидный остаток изомеризуется с выделением азота в замещенный кетен; последний быстро гидролизуется, превращаясь в производное инденкарбоновой кислоты. В отличие от исходного диазида, кислота растворима в водных щелочах, что делает возможным проявление фотолизованной пленки; при проявлении на фотолизованных участках с подложки удаляется инденовый и полимерный компонент пленки. Образующийся высокоразрешенный рельеф ( до 1000 линий на 1 мм) служит маской при кислотном и щелочном травлении подложки.

Подложки в виде грибков из титана подвергали [109] различным видам химической обработки: травлению серной кислотой, смесью фтористоводородной и азотной кислот, анодированию, фосфатно-фторидной обработке, щелочному травлению. Оказалось, что адгезионная прочность образцов, подвергнутых щелочному травлению, почти в 2 раза выше прочности анодированных образцов, хотя шероховатость, степень пористости и химический состав поверхностного слоя ( ТЮ2) в обоих случаях одинаковы. У образцов, подвергнутых фосфатнофторидной обработке, адгезионная прочность также почти в 2 раза выше прочности образцов, обработанных серной кислотой, хотя и в данном случае и пористость, и степень шероховатости, и химический состав поверхностного слоя ( TiH) одинаковы. Удалось установить, что причина этих различий связана с тем, что на поверхности образцов, прошедших фосфатно-фторидную обработку, присутствуют фосфатные группы, а на поверхности образцов, подвергнутых щелочному травлению, - ОН-группы. Эти группы способны взаимодействовать с полярными группами эпоксидной смолы, что и обусловливает существенное повышение адгезионной прочности.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11