Способ травления материалов

 

Изобретение относится к локальному травлению материалов преимущественно при их микрои макроскопическом исследовании. Целью изобретения является усиление эффекта избирательности травления как при химической, так и при электрохимической обработке, ускорение и упрощение процесса. Способ травления материалов включает локализацию поверхности травления и ее взаимодействие с травильным составом, что осуществляется путем размещения на заданных участках поверхности гранул полимера, предварительно выдержанных в травильном составе до набухания.

СВОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А »

„.Я0„„»48» И7

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4253517/23-02 ,(22) 01.06.87 (46) 23.05.89. Бюл. № 19 (71) Республиканский инженерно-технический центр порошковой металлургии (72) Ю.В.Данченко и Л.E.Ìàêàðîâà (53) 621.794.449(088.8) (56) Усова В.В., Плотникова Т.П., Кушакевич С.А. Травление титана и его сплавов. — M. Металлургия, 1984, с. 70-72.

РЖ "Химия", 19?2 ¹ 3, реф. ЗЛ 276. (54) СПОСОБ ТРАВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к локальному травлению поверхности материала

1 и может быть использовано при микрои макроскопическом исследованиях для изучения прочностных свойств как металлических, так и неметаллических материалов, а также для контроля качества получаемых изделий.

Целью изобретения является усиление эффекта избирательности травления как при химической, так и при электрохимической обработке, ускорение и упрощение процесса.

Сущность предлагаемого способа локального травления материалов заключается в том, что перед травлением гранулы полимера подвергают воздействию травителя до набухания, после чего приводят их в соприкосновение с исследуемой частью материала, Воздействуя на разные гранулы полталера (51) 4 С 23 F 1/02 С 25 Р 3/02 (57) Изобретение относится к локальному травлению материалов преимущественно при их микро- и макроскопическом исследовании. Целью изобретения является усиление эффекта избирательности травления как при химической, так и при электрохимической обработке, ускорение и упрощение процесса, Способ травления материалов включает локализацию поверхности травления и ее взаимодействие с травильным составом, что осуществляют путем размещения на заданных участках поверхности гранул полимера, предварительно выдержанных в травильном составе до набухания.

1 различными составами травителя одновременно получают исчерпывающую информацию о структурном состоянии макро- и микроуровней материала.

Пример 1„ Предлагаемый способ травления опробован для исследования состава тончайших поверхностных слоев сплавов. Он позволяет судить о диффузионных явлениях в металле, процессах, происходящих прп термической обработке сплавов, о влиянии тех или иных факторов по содержанию элементов в тончайших слоях.

Перед травлением поверхности для определения хрома в конструкционных сталях полимер (полиамид-6) в виде гранул подвергают в течение 10 мин воздействию 5%-ного водного раствора соляной кислоты. После набухания гранулу или гранулы приводят в соприкосновение с — 1481267 исследуемым участком на образце

Так как набухание гранулы приводит к увеличению ее объема, то при необходимости стравливания участка

2 мм используют гранулу, имеющую диаметр 1 мм. Учитьпзая увеличение объема ее в 2 раза поц влиянием электролита.

Далее образец подкхпочают к положительному полюсу источника постоянного тока, а платиновую проволочку, соединяемую с отрицательным полюсом, вводят н гранулу,, 3 предлагаемом способе гранулы, обнолакиззая равномерно рельеф поверхности„ позволяют распределить плотность тока без усиления на выступах.

Растззорение таких топких слоев по извест«ым способам требует длительной предварительной подготовки, включающей обезжирива;ше, промывку, дека«прона«не, сушку, нанесение маски по шаблону, химическую обработку н черновой ванне, промывку, химичес- 25 кую обработку н чистовой ванне, промывку, удаление маски, промывкусушку, затем нанесение на открытые участки травителя и сам процесс травления. ЗО

При электротранлеиии образец подсоединяют к положительному полюсу источника постоянного тока, а н раствор погружают платиновую проволочку, соединеш<ую с отрицательным пол1осом, На шероховатой поверхности

35 изделия идет «еранномерное травление металла.

Таким образом, н предлагаемом снособе достигается упрощение процесса травления за счет замены дли i åл..зой„сложной и небезопасной для тонких слоев подготовительной операции на быструю, нетрудоемкую операцизо по набуханию гранул полимера в транителе в 10 и более раз. Электролиз на шероховатой поверхности тонкого слоя по известному способу трудно осуществим н связи с тем, что при травлении происходит сглаживание по50 верхностных неровностей вследствие увеличения плотности тока на выступаюпог< частях поверхности.

Кроме того, использование малого объема транителя может по известному способу привести K замыканию. В предлагаемом способе замыкание исключено, тпк как полимер является изолирующим материалом, находится в травильном растворе, т.е. электролиз идет, но электроды отдалены друг от друга надежно. При травлении не происходит окисления и.потемнения продуктов травления, что облегчает процессы исследования структуры и химического анализа выделенных фаз в виде осадка на поверхности образца, Пример 2. С целью ускорения выбора травителя для выявления микроструктуры стекла состава, мас.7:

SiO> 74,26; Na

610 и выдерживают в течение 5 мин в конц. кислотах: HNO, H SO, НС1, НР, н смеси HP u H SO (1:1), в смеси HNO и HP (1:0,5), На поверхность исследуемого стекла укладыва|от гранулу, набухшую в HNOq, гранулу, набухшую в Н 80д, гранулу, набухшую в НС1, и т. д. Гранулы на поверхности стекла размещают на расстоянии друг от друга с расчетом наличия нейтральных зон между зонами травления, выдерживают в течение 5 мин и исследуют полученные картины травления в оптическом микроскопе ИИ1-8 при увеличении в 60-500 раз. Участок, травленный в HNOq за 5 мин, не выявляет структуры, в Н ЯО 4. — отполировывается, в НС1 — легкое вытравливание глобулярной структуры, в Нà — матирование поверхности; в смеси HF и Н БО (1:1) выявляется кристаллическая фаза в виде дендритов, в смеси НИОКР и HP (1:0,5) выявляются макроглобулы.

Таким образом, за один прием одновременно проверяют действие 6 травителей на одной поверхности. В известном способе для каждого травителя необходимо готовить новую понерхность, вырезать несколько шаблонов для травления одновременно несколькими травителями одной поверхности материала, при этом. капли травителя могут растекаться и сливаться. Таким образом, известный способ трудно реализуем и требует значительных затрат на материалы и время обработки, Предлагаемый способ ускоряет про.цесс травления в 6 раз, повышает ло-, кализацию травления, а следователь- но, экономит материал как травителя, так и исследуемого объекта.

5481267

Составитель Т. Гугнина

Техред Л.Сердюкова Корректор О. Кравцова

Редактор Н. Гунько

Заказ 2639/25 Тираж 942 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по.изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

TI p и м е р 3. Для образцов са слоистой структурой с размером слоев

5 мм - металл, 3 мм — эластичная про. слойка и вновь слой 5 мм — металл требуется подобрать травители для всех слоев, выявить структуру с целью осуществления контроля качества полученного изделия.

Для этого берут пластину, состоящую из слоев металла АК-8 и полимерной прослойки из поливинилхлоридного пластизоля марки ИПК-КС-2П, отвержденного при 180 С, На каждый из слоев и на приграничный слой размещают гранулы размером 1 мм из полиамида 610. Одну из гранул полиамида 610 подвергают набуханию перед травлением слоя в 57.-ной НС1 и размещают на слое металла, создав.давление на поверхности частицы

0,2 кгс/см для того, чтобы -рянула

2 охватила участок шириной 5 мм, но не вышла за границы этой зоны. Другую партию гранул подвергают воздействию концентрированных кислот: Н SOq, НС1, Н350э, НГ и смеси НС1 и Н ЯО (1:0,5) и размещают по длине слоя полимера без давления на частицы с интервалами для обеспечения четкого разграничения действия каждого травителя.

Также поступают и с граничным слоем, В результате после TpGBJIpEIHH BbIRB ленную картину травления подвергают анализу.

В данном случае получают сведения о структуре металла, полимера и граничного слоя металл — полимер, отличающегося по свойствам ат того и другого материала„ Структура металла крупнозернистая, выявлены дислокационные ямки травления. Структура полимера, выявленная в результате воздействия смеси кислот (НС1+Н SO ) крупноглобулярная форма. Граница между слоями выявляется в той же смеси кислот, но.структура этого слоя — фибриллы, расположенные.в направлении расположения слоев, т, с. перпендикуляана плоскости слоя.

Таким образом, пре лагаемый спо. — . соб травления »о сравнению с из;:.-..с ным оказывает щадящее действие ца исследуемый материал, позволяет ус;-корить в 30-15 раз операцию подготовки исследуемого материала к трап50 ленио, провести оцновременно за счет усиления лакализующей способности травителя как ускоренный подбор режима травления, так и выбор самого травителя за один прием, а также ис1В пользовать одновременно электро- и химическое травление на различных участках, слоях. материала (в многослойной системе. биметаллах, полимерметалле и тд.), позволяет прово20 дить электротравление, исключая зависимость скорости травления от шероховатости поверхности, экономит материал как травителя, так и исследуемого объекта (в 6 и более раз), значительно упрощает процесс, облегчает условия труда, повышает технику безопасности обслуживающего персонала.

ЗО Формула из обретения

Способ травления материалсв преи-1 мущественна при их микро- и макроскопическом исследованиях, вкпючающий локализацию поверхности травлеHHsi и ее взаимодействие с травильным составом, отличающийся тем, что, с целью усиления эффекта избирательности травления как при

4р химической, так и при электрохимической обработке; ускорения и упрощения процесса, локализацию поверх.ности и ее взаимодействие с травильным составом осуществляют путем раз мещения на заданных участках поверхности гранул полимера, предварительно выдержанных в травильном составе да набухания.