铝合金蚀刻加工时铬酸型化学氧化方法

时间:2013-10-20 作者:dlz0099 分享到:

铬酸型化学氧化
弱酸性铬酸型化学氧化溶液可分为H3 P04型和无H3 P04型.这两种类型的化学氧化液中都主要是以CO+为氧化剂,为了获得厚氧化膜层,都需加人一定量的氟化物。
(1) H3PO4型H3 P04型化学氧化方法,所用的溶液中,至少含有三种主要成分,即成膜主要成分H3 P04 ,氧化主要成分铬酸、促进膜层生长的成分氟化物。
另外还加人控制溶液氧化反应速度的H3 BO3 o Hess认为,H3 P04型溶液存在下面两种反应。
AI+H3PO。一A1PO4+3H (4-13)
Cr03+H3PO4+3H一 CrPO4+3H20 (4-14)
另一学者Krotov则认为,H3P认型溶液的反应过程应该是:
AI+3H2 P叮一3e— AI(H2P04 )3 (4-15)
再经两次反应,其反应如下。
A1(H3P04)3= A12(HP04)3+3H3P04 (4-16)
A12(HP04)3二==二 2A1(H2P04)3;二=已2AIP04+4H3P04 (4-17)
H3 P04型氧化法以美国的Alodine法及Alocrom法最为著名。这种溶液的最佳组成如下.
PO4- 20-100g/L CrO3 6^-tog/L
F- 2-6g/L
F- /CrO:在0.18–0.36之间为宜,最适当比值为0. 27。比值过大时,氧化膜附着不良,表面被腐蚀;比值过小时,不易生成氧化膜。
各种因素对膜层质量的影响如下。

(D H3PO4。溶液中H3 PO4是生成氧化膜的主要成分,不能太少(如低于6g/L),否则将难于形成膜层。但亦不能太高,酸度过高,会使膜层附着不良,并易生成粉末状包覆,或基体金属被腐蚀。pH值宜控制在1.7-1.9之间。
②铬酸。铬酸是溶液中的氧化剂,是形成膜层不可缺少的成分.若溶液中不含铬酸,溶液腐蚀加强,难于形成膜层。当含量超过30g/L时,膜层质量变坏。
③氟化物(以NH4 HF:为例)。 NH4 HF:是溶液中的活化剂,与H3 P04铬酸共同作用生成致密膜层。
在实际氧化溶液中,还加人H3BO3或NH4 H2 P04。加人H3 BO3是为了控制溶液的氧化反应速度和改善膜层外观,使膜层致密,提高抗蚀能力。加人
NH4 HZPO;主要起稳定溶液pH值的作用,进一步改善膜层质量。
④温度。当溶液工作正常时,温度是获得高质量膜层的重要因素.温度低于20℃时生成的膜层薄,抗蚀性差;温度高于40℃时,反应快,不易控制,膜层疏松,结合力差。

⑤时间。氧化时间可根据溶液的氧化能力和温度来确定。如温度低或溶液氧化能力弱时,可以适当延长氧化时间,反之,温度高或溶液氧化能力强时,可以适当缩短氧化时间。
H3 P04型氧化溶液常见配方介绍见表4-2.

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