Способ электрохимического травления волокон бора

 

СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ТР ШЛЕНИЯ ВОЛОКОН БОРА, включающий ВБщеление волокон в алкнлиниевую основу и последующую обработку в растворе ва основе серной кислоты, о тл -я ч а ю щ и и с я тем, что, с целью выявления структуры волокон, травление ведут в растворе 90-99,9% H2SO4; О,-1-10% ВСНЗО) ДО заглубления волокон в основу на 0,5-15 мкм при температуре 200-26О С и плотности тока 90-200 А/дм.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК- (19) (11) 3(51) G 0 l N 1 3 2; С 2 5 F 3/О 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (I

Е ". 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ГЕНИЯ,":, К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

1 (21) 3236822/23-26 (22) 09.01.81 (46) 15.10.83. Бюл. Ф 38 (72) А.М.Кузей, Р.Е.Кошель, Э.Г.Посохина, И.Х.Чутаев, А.М.цирлин, А.Д.Тищенко и Е.A.Ùåòèëèíà (71) Физико-технический институт

АН Белорусской CCP (53) 543.056:546.27(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР йо заявке )) 2999600/22-02, кл. С 25 F 3/16, .1980.

2 ° Авторское свидетельство СССР по заявке )) 2876899/22-02, кл. С 25 F 3/16, 1980. (54) (57) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО . ТРАВЛЕНИЯ ВОЛОКОН БОРА, включающий выделение волокон в алюминиевую основу и последующую обработку в растворе ва основе серной кислоты, о тличаюulийс я тем, что, с целью выявления структуры волокон, травление ведут в растворе 90-99,93

HgSO4; 0,1- 10% B(HSOp)> до заглубления волокон в основу на 0,5-15 мкм при температуре 200-260еС и плотности тока 90-200 A/äì 1048361

Изобретение относится к электрохимической обработке поверхности материалов, а именно к электрохимическому травлению бора, и может быть испо)тьзовано для выявления структуры берных волокон, используемых в качестве армирующих составляющих композиционных материалов °

Известен способ электрохимической обработки (полировки) волокон бора (2), заключающийся в обработке волокон в растворе следующего состава, вес.%: Н ЯО4 80-97; НЫО) 20-3.

Однако этот способ позволяет лишь полировать волокна, структура при этом не выявляется. 35

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ электрохимической обработки композиционного материала j2) заключающийся в обработке поверхности раствора следующего состава, вес.%:

4 92 98, Н)РО

Однако данный способ позволяет полировать композиционный материал, структура волокна при этом не выявляется.

Целью изобретения является выявление структуры волокон бора. .Поставленная цель достигается тем, что согласно способу электрохимического, травления волокон бора, включающему введение волокон в алюминиевую основу и последующую обработку в растворе на основе серной кислоты, травление ведут в растворе 90-99,9% 35

Н ЯО4, 0,1-10% В(НЯО4) до заглубления волокон в основу на 0,5-15 мкм при температуре 200-260 С и плотности тока 90-200 A/äì .

При погружении полученных об- 40 раэцов в раствор, состоящий из серной кислоты и гидросульфата бо ра, и наложении тока, алюминиевая основа пассивируется и не растворяется в серной кислоте. Происходит 45. растворение одних волокон бора, ко-

° торые по мере растворения углубляются в основу. По мере эаглубления волокон в основу слой раствора над ними обогащается продуктамн растворения бора в серной кислоте, одновременно с этим изменяется и плотность тока на волокнах. Все это создает специфические условия, в которых различные участки волокна, обладакщие различными свойствами, растворяются с различными скоростям и происходит выявление структуры волокон. При растворении и угЛублении волокон бора в основу более чем на 15 мкм происходит..нерав- 60 номерное растворение волокон, без выявления структуры, центр волокна растворяется быстрее чем края, волокна растрескиваются. При эа.глублении волокна в основу менее Я

0,5 мкм происходит растворение во локна, беэ выявления структуры.

Электрохимическое травление ведется при температуре 200-260оС и плотности тока 90-200 A/äì2. Травление при плотностях тока, превышающих

260.A/äì ведет к полированию воло2 кон, а при плотностях тока менее

90 A/äì не приводит к выявлению структуры волокон. Травление при температурах, превышающих 260 С, ве; дет к интенсивному окислению поверхности волокон, структура волокон не выявляется, а при температурах ниже 200ОС не приводит к выявлению структуры волокон иэ-за отсутствия взаимодействия между волокнами и раствором. Электрохимическое трав-: ление волокон бора ведется в серной кислоте, содержащей 0,1-1 0% гидросульфата бора, который содействует выявлению структуры волокон, замедляя растворение волокон, и загущает электролит. При содержании гидросульфата бора более 10% не происходит выявление структуры волокон из-за незначительного их растворения; Электрохимическое травление В растворе, содержащем менее 0,1% гидросульфата бора, ведет к растворению центра волокна, структура волокон,не выявляется. При содержании серной кислоты менее 90% на поверхности образцов возникают оксиды, а при содержании кислоты более 99,9% происходит растворение центра волокна.

Пример 1. Волокна бора диаметром 90 мкм помещают в стеклянную или кварцевую амплитуду, вакуумируют, пропитывают жидким алюминием, и охлаждают. Образец полируют до шероховатости поверхности, соответствующей 10-11 классу чистоты, а затем ведут электрохимическое травление в растворе следующего состава, %:.Н2$0(90; В,(НЯО4}9 10, при температуре 250вС и плотности тока

200 A/äì . Затем образец промывают струей воды, сушат и при помощи .ми-. кроскопа судят о структуре волокон бора.

Пример 2. Волокна бора диаметром 90 мкм укладывают в алюминиевой фольге, укрепляют с помощью органического связующего, например

3%-ного раствора полистирола в ди-, хлорэтане, затем собирают пакет из

3-5 фольг и прессуют. Поверхность. образца полируют до шероховатости, соответствующей 10-11 классу чистоты,. и ведут электрохимическое трение .в растворе. следующего состава,%

Нэ$04 99,9, В(НЯМ)у О,l, при температуре 200 С и плотности тока

160 A/дм . Раствор готовят раство E рением 0,1 г бора в 102 г Н $04 при: температуре 260-280 С. Образец проьивают струей воды, сушат и при .по1048361

Составитель A.Øåð

Редактор М. Петрова Техред М.Гергель

Корректор О. Тигор

Заказ 8476/49 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государствеиного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35» Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIIII Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 мощи микроскопа судят о структуре волокон бора.

Изобретение позволяет выявлять структуру волокон бора, исследовать причины раэупрочнения волокон бора в процессе изготовления в эксплуатации композиционных материалов, а также совершенствовать технологию из-готовления волокон бора и повышать их прочность.