Электрохимические процессы при травлении

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ТРАВЛЕНИИ [c.31]

Электрохимические процессы при травлении [c.46]

Стимуляторы наводороживания — это вещества, вызывающие увеличение доли водорода, внедряющегося в сталь, при неизменности потока водорода, восстанавливаемого в результате электрохимического процесса (коррозия, травление, катодная обработка). [c.40]

При травлении одновременно протекают различные электрохимические процессы, которые нельзя объяснить без упрощения. Результат травления обычно зависит от многих частных процессов. [c.32]

Травление заключается в растворении на поверхности металла окислов, которое зачастую происходит неравномерно, так как отдельные зерна микроструктуры металла могут растворяться или оставаться инертными в зависимости от их расположения. Этот процесс может быть чисто химическим, химическим в сочетании с электрохимическим или полностью электрохимическим (анодным). При химическом травлении в зависимости от обрабатываемого металла используются кислые или щелочные растворы. Алюминий и его сплавы обычно протравливают в растворах щелочей, в которые могут быть введены буферные и смачивающие добавки, ингибиторы и ряд солей для снижения интенсивности процесса и связывания [c.66]

Рассмотрена номенклатура металлического оборудования из коррозионно-стойких сталей и титана, неметаллических материалов. Большое внимание уделено технологии защиты стальных и железобетонных аппаратов футеровочными и полимерными покрытиями. Перспективные методы электрохимической защиты рассмотрены главным образом на примерах анодной защиты, нашедшей в химической промышленности наибольшее применение. В меньшей степени рассмотрены вопросы использования ингибиторов коррозии. Этот вид защиты неразрывно связан с особенностями технологии соответствующих производств, требованиями к химическому составу продукции н рабочих сред, поэтому он будет рассматриваться в книгах, посвященных конкретным отраслям химической промышленности. В эту книгу включены лишь справочные данные о таких общераспространенных процессах, как ингибирование при травлении металлов и ингибиторная защита оборудования в периоды консервации и транспортировки. Описанию способов защиты оборудования предпослана глава о методах коррозионных испытаний металлических и неметаллических материалов и изделий. [c.4]

Даже при комнатной температуре водород вредно действует на многие металлы и сплавы. Образующийся на поверхности металла при травлении стали в кислотах и во время электрохимических процессов атомный водород легко проникает вглубь металла, где превращается в молекулы На или реагирует с компонентами сплава, образуя хрупкие гидриды и нарушая тем самым прочность сплава. Оказавшиеся внутри металла молекулы водорода не могут диффундировать далее. Поэтому они собираются в трещинах и полостях внутри металла. Когда давление газа превысит предел прочности металла, на поверхности начнут образовываться водородные вздутия, которые приведут к разрушению материала. Это явление относится к уже упомянутой выше водородной коррозии. На рис. П1-5 изображена стальная труба, которая использовалась в аппарате для синтеза аммиака и разрушилась вследствие образования в ней водородных вздутий. [c.69]

Травление проволоки в технической серной кислоте, осуществляемое после ее термообработки, заметно ухудшает механические свойства проволоки. Даже проволока из мялкой стали (сталь 5 и 6) после электрохимического (катодного) травления в 15—25%-ной серной кислоте при 40—65°С (Дк=150—300 А/дм , скорость обработки 4,3—8,4 м/мин) ухудшила механические свойства (переменный гиб) на 6,3 /о [377]. Наклеп, возникающий в поверхностных слоях стали при механической обработке, после закалки стали создает растягивающие напряжения в поверхностном слое. При абсорбции водорода поверхностными слоями стали в процессе кислотного травления образуются трещины. Поскольку величина растягивающих напряжений зависит от степени наклепа, трещины проходят по объемам металла, получившим наибольший наклеп. Например, наблюдалось растрескивание сверл по основанию канавки после травления в 20%-ном растворе НС1 при 30—40 С [378]. [c.138]

При травлении сталей и изделий из них применение ингибиторов уменьшает потери металла и подавляет процесс наводороживания. Ингибиторы, используемые при травлении, приведены в табл. 16.3. Выбор ингибиторов для защиты от коррозии металлов в различных средах можно осуществить, руководствуясь соответствующими источниками [2]. В перекиси водорода устойчивость многих металлов недостаточна. Исследование окисляемости углеродистых сталей в растворах перекиси водорода показало, что на поверхностях образцов из стали 45, полностью или частично погруженных в 5. .. 85 %-ные растворы перекиси водорода, через 4. .. 72 ч появляется налет продуктов коррозии. Наблюдаемое увеличение скорости коррозии на границе воздух — раствор согласно теории электрохимической коррозии объясняется функционированием пар неодинаковой аэрации. Такая коррозия в условиях эксплуатации развивается при недостаточной промывке и сушке внутренней поверхности узлов оборудования. Сохранение раствора перекиси водорода в застойных зонах способствует локализации процесса коррозии. [c.492]

Показано, что при травлении титана в щелочных расплавах наряду с электрохимическими процесса.ми большую роль играют также и процессы чисто химического взаимодействия окалины со щелочью. [c.150]

Интересно применение изотопов для контроля готовой продукции. Методы радиоактивных изотопов начинают применять в промышленности. Уже создана и применена на одном из сталепрокатных заводов система радиоактивной маркировки стального проката. Стальная лента в процессе производства подвергается травлению, прокатке, отжигу и резке. Одновременно в производстве находится большое количество марок сталей. Ни механический, ни магнитный, ни электрохимический методы клеймения не дают такой маркировки, которая бы сохранялась при всех видах обработки металлов. Выйти из затруднения позволяет система радиоактивной маркировки, прочно сохраняющаяся при травлении, прокатке, отжиге. Для этого на поверхность стальной ленты наносят радиоактивные метки, соответствующие марке стали, и по этим меткам с помощью радиоактивных индикаторов безошибочно определяют марку стали. [c.205]

В основе разработанного метода размерной электрохимической обработки (ЭХО) металлов и сплавов лежит принцип анодного растворения обрабатываемой детали в растворе электролита [43]. В отличие от электрохимического травления и полирования процесс ведется при подаче электролита в узкое (до нескольких сотых миллиметра) щелевое пространство между электродами и характеризуется значительно большей интенсивностью съема металла вследствие увеличения плотности тока до сотен ампер на квадратный сантиметр и локализации анодного растворения. Для понимания основных закономерностей и принципиальных возможностей метода размерной ЭХО очень важно знание процессов, происходящих в ходе обработки на электродах, особенно на аноде, так как обрабатываемость данного металла в конкретном электролите оказывает существенное влияние на производительность, шероховатость поверхности, точность обработки, коэффициент выхода по току и энергоемкость ЭХО. В этой связи представляется правомерным интерес многих исследователей к изучению анодно-растворяющихся металлов как в условиях традиционного электрохимического растворения при низких плотностях тока, так и в условиях размерной ЭХО. [c.5]

Преимуществом электрохимического травления является возможность управления процессом при помощи электрического тока в направлении повышения скорости, сохранения установленных размеров материалов и деталей, эффективного применения более слабых растворов и получения поверхностей различной степени шероховатости. [c.99]

Ультразвуковые колебания позволяют интенсифицировать протекание многих химических и физико-химических процессов. Под воздействием ультразвука снижается водородная поляризация и облегчается разрядка ионов, в результате чего оказывается возможным повысить плотность тока, ускорить процесс анодного растворения и химического травления. Сходство кинематики формообразования позволило объединить ультразвуковой способ обработки с электрохимическим. Сочетание их увеличило скорость обработки твердых сплавов и закаленных сталей примерно в три раза, а также понизило износ инструмента. При такой обработке в суспензию добавляют поваренную соль. Плотность тока на инструменте-катоде составляет 15 ампер на кв. см. Ученые полагают, что сталь в данном случае обрабатывается хорошо потому, что электрохимический процесс переводит поверхностный слой металла в хрупкий окисел, который легко удаляется ультразвуковым способом. К этому следует добавить, что ультразвук ускоряет электрохимическое растворение. [c.122]

С повышением температуры скорость травления увеличивается, особенно в растворах солей железа, хотя при электрохимическом процессе этот фактор имеет меньшее значение, чем при химическом с повышением кислотности влияние температуры уменьшается. [c.114]

При травлении легированных сталей применяют присадки селитры либо осуществляют травление в смеси на основе серной кислоты с добавлением азотной и соляной кислот (или поваренной соли и селитры). Нашли применение также растворы азотно-солянокислые, серно-плавиковые, азотно-плавиковые, азотно-солянокислые [65]. При электрохимическом травлении (полировке) используют растворы фосфорной кислоты, иногда с добавлением уксусной кислоты, органических веществ — глицерина и др. Для обработки высоколегированных изделий, особенно труб, широко применяют растворы на основе азотной и фтористоводородной (плавиковой) кислот, а для осветления и пассивации металла — растворы азотной кислоты. В некоторых случаях находят распространение составы на основе солей трехвалентного железа (хлорного и сернокислого), обладающих окислительными свойствами. При электрохимическом травлении, когда окислительно-восстановительные процессы обусловлены явлениями электролиза, в качестве основного компонента раствора применяют нейтральные соли, например сульфат натрия [66]. Фтористый натрий или аммоний, сульфат аммония, а также некоторые окислители (хромат, перманганат калия, перекись водорода, озон и др.) при добавке к кислотным растворам улучшают травление и уменьшают наводороживание поверхности. [c.99]

Замечено, что травление изделий сложной геометрической формы протекает неравномерно. Лучшие результаты достигаются при анодном травлении листового материала, ленты или проволоки при непрерывном прохождении их через ванну. Во время анодного травления иногда происходит резкое скачкообразное повышение напряжения на клеммах ванны вследствие пассивирования анодов. При этом на анодах совершается новый электрохимический процесс —разряд ОН-ионов с выделением газообразного кислорода [c.100]

Продукты воздействия на металл окружающей среды, химически связанные с его поверхностью, удаляют травлением. При обработке цветных и легких металлов таким путем можно в ряде случаев придать поверхности блеск или матовость, создать определенную фактуру. Одним из видов травления можно считать процесс активирования металла непосредственно перед нанесением покрытия. Специальной областью применения травления является так называемое химическое или электрохимическое фрезерование, т. е. глубокое или сквозное растворение металла по заданному контуру, электрохимическое клеймение, размерное травление резьбовых деталей перед нанесением покрытий. [c.58]

Формирование оксида происходит в условиях одновременного воздействия на процесс двух противоположно направленных реакций — электрохимического окисления металла в глубине пор и химического растворения оксидного слоя на его внешней поверхности, подвергающейся активному воздействию электролита. Результат процесса, структура, толщина и свойства оксидного покрытия в большой мере зависят от соотношения скоростей этих реакций. Если химического растворения формирующегося оксида практически не происходит, то образуется тонкая, беспористая пленка барьерного типа, о чем сказано выше. В случае примерного равенства скоростей электрохимической и химической реакций на металле непрерывно возникает и сразу же растворяется тонкая пассивирующая пленка, которая за короткий период своего существования способна предотвратить травление. Такие условия реализуются при электрохимическом полировании металлов. Оксидные покрытия, обладающие антикоррозионными и другими функциональными свойствами, должны иметь значительную толщину, что возможно лишь в том случае, когда скорость электрохимического процесса заметно выше, чем скорость химического растворения пленки. [c.229]

Декапирование. Непосредственно перед погружением деталей в гальванические ванны необходимо удалить легкие налеты окиси, образующиеся на поверхности, подготовленной к покрытию металла, при транспортировании или в процессе хранения. Для этой цели на авторемонтных заводах применяют электрохимическое декапирование (легкое травление). [c.310]

На воздухе при комнатной температуре уран быстро тускнеет. Электрополирование останавливает этот процесс, а травление в азотной кислоте, наоборот, активирует поверхность. Основными твердыми продуктами окисления на воздухе являются двуокись и гидратированная трехокись урана, хотя возможно также временное появление гидрида урана. Водяные пары усиливают коррозию, следовательно, влажность оказывает определяющее влияние на этот процесс [9]. В то же время присутствие кислорода заметно ослабляет разрушающее действие воды [3]. Высказывалось мнение, что коррозия урана на воздухе имеет электрохимическую природу и сопровождается образованием на катодных участках поверхности гидратированной трехокиси урана [10]. [c.212]

В обоих случаях были проведены гравиометрические исследования эффекта травления и изучен электрохимический механизм процессов при травлении. Для выяснения электрохимического механизма процессов при травлении было проведено исследование потенциалов чистой и окисленной поверхности титана во времени, изучена работа электрохимической пары металл — окалина, а также сняты поляризационные кривые. [c.133]

Для декоративных целей применяют фактурование поверхности алюминия. Фактура зависит от способа подготовки алюминия перед анодированием. Применяют механические, химические и электрохимические способы фактурирования. При электрохимическом процессе ( снежном травлении ) алюминиевые детали обрабатывают в растворе соляной кислоты (10—15%) при переменном напряжении 36—38 В в течение 10—15 мин. Такая обработка поверхности придает деталям красивый внешний вид. [c.121]

Висшер и Шнайдер [40] сообщают о потенциостатических исследованиях с одновременным микроскопическим наблюдением электрохимического процесса. Они исследовали а-латунь при следующих условиях при потенциале 150 мВ а-твердый раствор хорошо протравлялся (немного были выявлены поверхности зерен) при 900 мВ местами обнаружено лишь незначительное протравливание границ зерен при 1200 мВ металл едва травленый и, наконец, при потенциале 1500 мВ поверхность остается полированной без всяких признаков травления. Раствором в исследованиях служила 20%-ная ортофосфорная кислота. [c.199]

Электрохимическое или электролитическое травление осуществляют в растворах при пропускании тока при этом изделие, подвергающееся травлению, может служить как катодом, так и анодом. В процессе электрохимического травления выделяющиеся водород или кислород механически воздействуют на оксиды и способствуют их быстрейшему отделению от протравливаемой поверхности. Скорость электрохимического травления за счет этого значительно выше, чем химического травления. Преимущество эгого способа состоит еще и в уменьшении расхода кислоты. [c.126]

Поеледукщая после хромирования электрохимическая обработка (анодное травление) окончательно формирует сетку каналов. Скорость этого формирования зависит от интенсивности процесса травления, т. е. от плотности тока. Плотность тока при анодном травлении должна составлять 40—60 А/дм , время выдержки 5 — 12 мин. Анодное травление осуществляют в растворе для хромирования. [c.187]

Процесс удаления окалины в минеральных кислотах представляет сложное сочетание электрохимических, химических и механических процессов. Электрохи.миче-ские Процессы обусловлены образованием при травлении микрогальванопар металл — окалина хн.мические — взанмодействие.м оксидов, составляющих окалину, с кислотой механические — отслоение окалины выделяющимся водородом или за счет подтравливания отдельных слоев. [c.97]

В последнее время для интенсификации процессов удаления окалины при непрерывном травлении холоднокатаного листа в сернокислотных растворах рекомендуется электрохимическое катодно-анодное травление постоянным током [157]. Травление осуществляется в растворах, содержащих 60—100 г/л H2S04 Ре SOs до 40—60 г/л, температура травления 50—70 °С, общая длительность, травления 15—18 с с цикличностью 2—3 с на аноде и катоде. Ввод тока осуществляется через раствор по монополярной схе.ме при движении листа. между параллельно расположенными электродами. Наложение тока в 4—6 раз ускоряет травление, улучшает микрогеометрию поверхности листа. [c.99]

Технологический процесс включает ряд операций подготовку исходного материала, волочение, термическую обработку, покрытие и отделку. Исходным материалом для производства стальной проволоки является катанка диаметром от 5 до 15 мм в бунтах массой до 600 кг. Перед волочением катанку подвергают травлению для удаления окалины с поверхности. Наряду с травлением в кислотных растворах окалину с поверхности катанки удаляют также механическим или электрохимическим способом. При производстве высокопрочной проволоки из сталей типа ЗОХГС, 50ХФ и др. катанку подвергают патентированию. Патентирование заключается в нагреве стали до температуры однофазного состояния аустенита, выдержке в соляном растворе при 450—550 °С и охлаждении на воздухе. Сорбитная структура, полученная после патентирования, улучшает механические свойства катанки — повышается пластичность и прочностные характеристики металлов. Силы трения в зоне контакта металла с каналом волоки являются вредными, препятствующими повышению эффективности процесса. Для уменьшения коэффициента трения поверхность катанки подвергают меднению, фосфатнрованию, желтению, известкованию. Перед подачей в волочильную машину бунты катанки укрупняют на стыкосварочной машине. Перед задачей в волоку конец катанки заостряется на острильных станках. Операция острения может проводиться перед задачей в каждую волоку, если волочение осуществляется через несколько волок. [c.339]

Структуры пористого Si обычно получают путем традиционного электрохимического травления монокристаллических пластин. В процессе такого травления формируется текстура из тонких монокристаллических нитей, разделенных порами. Когда диаметр нитей выходит на квантоворазмерный (нанометровый) уровень, такого рода пористая матрица приобретает способность генерировать излучение в видимой области спектра. На сегодняшний день природа наблюдаемой люминесценции еще до конца не ясна, хотя достаточно очевидно, что в ее основе лежат квантоворазмерные эффекты. Не совсем понятна природа и многих других явлений, наблюдаемых в пористом кремнии при прохождении через него электрического тока или при его оптическом возбуждении. Оставляют желать лучшего и воспроизводимость получаемых при электрохимическом травлении нитевидных структур (диаметра нитей), а также их деградационные характеристики. [c.99]

Тонкие ЭНП получили широкое применение в современной радиоэлектронике в качестве диэлектрика в электрических конденсаторах, разделительной изоляции и защитных покрытий в полупроводниковых приборах, разделительной и конденсаторной изоляции в интегральных и пленочных схемах, а также в различных технологических процессах изготовления приборов, например масок при травлении и напылении и источников диффузанта при диффузионном легировании. Оксидные пленки, получаемые электрохимическим окислением, применяются и в качестве изоляции обмоточных алюминиевых проводов и лент. [c.261]

Экспериментальные данные по влиянию галоидных ионов на коррозионное поведение стали 1Х18Н9Т при сернокислотно1М травлении хорошо согласуются с хемосорбционной теорией и, следовательно, подтверждают и дополняют ее. Согласно этой теории [3J, [10], галоидные ионы при их добавке в раствор H2SO4, адсорбируясь на поверхности железа, вступают в химическое взаимодействие с поверхностными атомами металла, теряют связь с водной фазой и переходят, таким образом, в состав металлической обкладки двойного электрического слоя. Соединения эти полярны и ориентированы отрицательным полюсом своих диполей в сторону раствора. Этот адсорбционный слой сдвигает потенциал нулевого заряда (нулевую точку) в сторону более положительных значений и тормозит протекание катодного и, в меньшей степени, анодного электрохимических процессов, аналогично обнаруженному Б. В. Эршлером [25] замедляющему действию малых количеств кислорода на анодное растворение платины в НС1. При достаточных количествах галоидного иона происходит перезарядка поверхности Fe при стационарном потенциале из положительно в отрицательно заряженную, что способствует адсорбции органических катионов и усиливает их замедляющее действие. [c.104]

Все это говорит о том, что при травлении титана в щелочных расплавах наряду с электрохимическими процессами большую роль играют также и процессы чисто химического взаимодействия окалины с расплавом. При обработке в расплаве NaOH одинаково успешно травятся образцы, окисленные при 800, 900 и 1050° С. [c.149]

Поверхность изделия после обработки на металлорежущих станках, полировки всех видов, ручной зачистки и других операций также подвергают дробеструйной очистке, так как на блестящей поверхности, образующейся при этом, нельзя создать прочную клеевую пленку, обеспечивающую надежное сцепление резины с металлом. После дробеструйной обработки правильно подготовленная под гуммирование поверхность металла должна быть шероховатой на ошупь, матовой, ровного серого цвета, без характерного металлического блеска. При химическом и электрохимическом травлении также получается шероховатая матовая поверхность металла. Однако такой способ обработки поверхности под гуммирование применяют редко, что обусловлено сложностью процесса нейтрализации травленых деталей. [c.52]

При травлении происходит электрохимическое растворение железа на границе раздела металл — пленка оксида, куда электролит проникает через поры и трещины в слое окалины и ржавчины. Слой загрязнения в гальванической паре Ре—РепОт-лгНгО служит катодом, а металл подложки — анодом. Процесс протекает с водородной деполяризацией [c.16]

ГОСТ 12.3.008—75 (ССБТ. Производство покрытий металлических и неметаллических неорганических. Общие требования безопасности) содержит следующий перечень технологических процессов, при которых обязательно устройство вентиляции и местных отсосов шлифование и полирование гидропескоструйная обработка дробеструйная обработка галтовка виброабразивная обработка обезжиривание органическими растворителями, химическое, венской известью, электрохимическое активация травление химическое, катодное химическое полирование электро полирование ультразвуковое удаление окисиых Ш1енок и загрязнений приготовление растворов кислот и щелочей нанесение покрытий способом электрохимическим, химическим, анодного окисления металла, горячим, контактным, катодного распыления фосфатиро-вание хроматирование оксидирование оплавление покрытия наполнение в растворе красителя. [c.6]

Резание конструкционных материалов — это технологические процессы, совершаемые при помощи режуш,его инструмента на металлорежущих станках с целью получения новых поверхностей деталей заданной формы, размеров и качества. Экспериментальные исследования процесса резания металлов, начатые более 100 лет назад и продолжающиеся в настоящее время во всех промышленных странах мира, оказали большое прогрессивное влияние на эффективность обработки материалов резанием, развитие конструкций режущих инструментов и станков, на автоматизацию и механизацию процессов обрабоки. Экспериментальные исследования показали, что ряд конструкционных материалов (например некоторые марки жаропрочных и тугоплавких сплавов) экономически невыгодно обрабатывать имеющимися режущими инструментами, а в некоторых случаях просто невозможно обработать. Вследствие этого наряду с обработкой со снятием стружки начали применять электрохимическую обработку, химическое травление, ультразвуковую обработку, электронный луч и др. Тем не менее доминирующее значение принадлежит процессу обработки со снятием стружки. [c.4]

Влияние меди. Содержание меди как случайной примеси в эмалировочной стали может доходить до 0,35%. Относительно влияния меди на качество эмалевого покрытия мнения расходятся. Некоторые считают, что медь способствует разрыхлению поверхности стали в процессе обжига эмали и тем самым улучшает сцепление. Однако из практики известно, что медь ухудшает сцепление, что подтверждается исследованиями, проведенными в работах Рахна, Мейера и Фрейма [78] и автора [79, 80]. Показано 78], что вредное влияние меди на сцепление состоит в том, что медь снижает скорость травления вследствие электрохимического осаждения и сглаживает рельеф поверхности. Авторы этой работы утверждают, что шероховатость поверхности, полученная при травлении, ответственна за сцепление стали с эмалью. Но добавки Си304 в травильный раствор, усиливающие [c.66]

Торможение катодных процессов Введение катодных ингибиторов и снижение концентраций и эффективности катодных деполяризаторов в растворе применение катодной электрохимической защиты Введение As, Bi, Sb при травлении железа в кислотную ванну. Понин< ение концентрации О2 в растворе. Уменьшение скорости перемешиван я аэрируемых растворов. Катодная поляризация внешним током, применение анодных протекторов [c.29]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...