Δίκτυο αποχέτευσης

Χαλκογραφία από αλουμίνιο μπύρας. Αλκαλική χάραξη Χημική χάραξη αλουμινίου

Η χάραξη είναι μια διαδικασία κατά την οποία μέρος του μετάλλου αφαιρείται από την επιφάνεια με χημικά μέσα. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται για τελική επεξεργασίαμέρη, κατά την προετοιμασία του τεμαχίου πριν από την επίστρωση (ηλεκτρομετάλλευση), καθώς και για τη δημιουργία όλων των ειδών σχεδίων, διακοσμητικών και επιγραφών.

Η ουσία της μεθόδου

Η χάραξη μετάλλων περιλαμβάνει προσεκτική επιφανειακή επεξεργασία. Μια προστατευτική επίστρωση εφαρμόζεται στο προϊόν, το οποίο πλένεται στη θέση του σχεδίου. Στη συνέχεια χρησιμοποιούνται είτε οξέα είτε λουτρό ηλεκτρολυτών. Οι απροστάτευτοι χώροι καταστρέφονται. Όσο μεγαλύτερος είναι ο χρόνος έκθεσης, τόσο πιο βαθιά γίνεται η χάραξη των μετάλλων. Το σχέδιο γίνεται πιο εκφραστικό και ξεκάθαρο. Υπάρχει διάφορους τρόπουςαπόκτηση γκραβούρας (επιγραφή): η ίδια η εικόνα ή το φόντο μπορούν να χαραχθούν απευθείας. Συχνά αυτές οι διαδικασίες συνδυάζονται. Χρησιμοποιείται επίσης χάραξη πολλαπλών στρώσεων.

Τύποι χάραξης

Ανάλογα με την ουσία που χρησιμοποιείται για την καταστροφή της επιφάνειας του υλικού, διακρίνονται οι ακόλουθες μέθοδοι χάραξης.

1. Χημική μέθοδος (λέγεται και υγρή). Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιούνται ειδικά διαλύματα με βάση οξέα. Έτσι, στολίδια και επιγραφές εφαρμόζονται στα κράματα.

2. Ηλεκτροχημική χάραξη μετάλλου - περιλαμβάνει τη χρήση λουτρού ηλεκτρολύτη. Γεμίζεται με ειδική λύση. Τα άλατα μολύβδου χρησιμοποιούνται επίσης συχνά για να αποφευχθεί η υπερβολική χάραξη. Αυτή η μέθοδος έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα. Πρώτον, το σχέδιο είναι πιο καθαρό και ο χρόνος που απαιτείται για την ολοκλήρωση της διαδικασίας μειώνεται σημαντικά. Επιπλέον, μια τέτοια επεξεργασία μετάλλων είναι οικονομική: ο όγκος του οξέος που χρησιμοποιείται είναι πολύ μικρότερος από ό,τι με την πρώτη μέθοδο. Ένα άλλο αναμφισβήτητο πλεονέκτημα είναι η απουσία επιβλαβών αερίων (το mordant δεν περιέχει καυστικά οξέα).

3. Υπάρχει και μέθοδος ιόντων πλάσματος (η λεγόμενη ξηρή). Σε αυτή την περίπτωση, η επιφάνεια έχει ελάχιστη ζημιά. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται στη μικροηλεκτρονική.

Ατσάλινη Πίκρωση

Βασικά, αυτή η επεξεργασία χρησιμοποιείται για την αφαίρεση αλάτων και διαφόρων οξειδίων. Αυτή η διαδικασία απαιτεί προσεκτική τήρηση της τεχνολογίας, καθώς η υπερβολική χάραξη του βασικού μετάλλου είναι ανεπιθύμητη. Η διαδικασία χρησιμοποιείται ως χημική μέθοδοςκαι λουτρά ηλεκτρολυτών. Για την παρασκευή διαλυμάτων χρησιμοποιούνται υδροχλωρικό και θειικό οξύ. Όλα τα μέρη απαιτούν προσεκτική απολίπανση της επιφάνειας. Ακόμη και ένα μικρό δακτυλικό αποτύπωμα μπορεί να καταστρέψει το τεμάχιο εργασίας. Ως προστατευτική επίστρωση, χρησιμοποιείται βερνίκι με βάση το κολοφώνιο, το νέφτι και την πίσσα. Ωστόσο, αξίζει να θυμόμαστε ότι τα συστατικά είναι εύφλεκτες ουσίες, επομένως η προετοιμασία του βερνικιού απαιτεί μεγάλη συγκέντρωση και προσοχή. Αφού ολοκληρωθεί η επεξεργασία του μετάλλου, η ίδια η διαδικασία χάραξης λαμβάνει χώρα απευθείας. Μετά την ολοκλήρωση, το τμήμα πρέπει να καθαριστεί από βερνίκι.

Τουρσί που χρησιμοποιούνται για χάλυβα

Πολύ συχνά, ένα διάλυμα νιτρικού οξέος χρησιμοποιείται για το τουρσί χάλυβα. Χρησιμοποιείται επίσης αλάτι, ταρτάρ (με μικρές προσθήκες αζώτου). Οι ποιότητες σκληρού χάλυβα παστώνονται με μείγμα νιτρικού και οξικού οξέος. Το Glyphogen είναι ένα ειδικό υγρό με βάση το νερό, το νιτρικό οξύ και το αλκοόλ. Η επιφάνεια επεξεργάζεται με αυτή τη σύνθεση για αρκετά λεπτά. Στη συνέχεια πλύθηκε (διάλυμα αιθυλικής αλκοόλης σε καθαρό νερό), στέγνωσε γρήγορα. Αυτή είναι μια προ-θεραπεία. Μόνο μετά από τέτοιους χειρισμούς τα τεμάχια εργασίας τοποθετούνται στο διάλυμα τουρσί. Ο χυτοσίδηρος παστώνεται καλά σε διάλυμα θειικού οξέος.

Αποξείδωση μη σιδηρούχων μετάλλων

Ο χαλκός και τα κράματα που βασίζονται σε αυτό παστώνονται με θειικό, υδροχλωρικό, φωσφορικό ή νιτρικό οξύ. Η διαδικασία επιταχύνεται με διαλύματα χρωμικών ή νιτρικών αλάτων. Το πρώτο στάδιο είναι η αφαίρεση των αλάτων και στη συνέχεια ο ορείχαλκος χαράσσεται απευθείας. Το αλουμίνιο (και τα κράματά του) είναι χαραγμένα σε διάλυμα καυστικού αλκαλίου. Για τη χύτευση κραμάτων, χρησιμοποιούνται νιτρικό και υδροφθορικό οξύ. Τα συγκολλημένα κενά τεμάχια επεξεργάζονται με φωσφορικό οξύ. Τα κράματα τιτανίου παστώνονται επίσης σε δύο στάδια. Πρώτα - σε καυστικά αλκάλια, στη συνέχεια σε διάλυμα θειικού, υδροφθορικού, νιτρικού οξέος. Η χάραξη τιτανίου χρησιμοποιείται για την αφαίρεση του φιλμ οξειδίου πριν από την ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση. Το μολυβδαίνιο επεξεργάζεται με διάλυμα που βασίζεται σε υδροξείδιο του νατρίου και υπεροξείδιο του υδρογόνου. Επιπλέον, η χάραξη μετάλλων (όπως νικέλιο, βολφράμιο, για παράδειγμα) πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας νερό, υπεροξείδιο του υδρογόνου και μυρμηκικό οξύ.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι χάραξης σανίδων. Στην πρώτη περίπτωση χρησιμοποιείται νερό και χλωριούχος σίδηρος. Μπορεί επίσης να κατασκευαστεί ανεξάρτητα. Για να γίνει αυτό, τα ρινίσματα σιδήρου διαλύονται σε υδροχλωρικό οξύ. Το μείγμα διατηρείται για κάποιο χρονικό διάστημα. Επίσης χάραξη πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτωνπραγματοποιείται με νιτρικό οξύ. Η όλη διαδικασία διαρκεί περίπου 10 λεπτά. Στο τέλος του, η σανίδα πρέπει να σκουπιστεί καλά με μαγειρική σόδα, καθώς εξουδετερώνει τέλεια τα υπολείμματα μιας καυστικής ουσίας. Μια άλλη σύνθεση χάραξης περιλαμβάνει θειικό οξύ, νερό, υπεροξείδιο του υδρογόνου (σε ταμπλέτες). Χρειάζεται πολύ περισσότερος χρόνος για να χαράξουμε τις σανίδες με την ακόλουθη σύνθεση: ζεστό νερό, άλας, γαλαζόπετρα. Αξίζει να σημειωθεί ότι η θερμοκρασία του διαλύματος πρέπει να είναι τουλάχιστον 40 μοίρες. Διαφορετικά, η χάραξη θα διαρκέσει περισσότερο. Μπορείτε να χαράξετε σανίδες με συνεχές ρεύμα. Ως γυάλινα σκεύη για αυτή τη διαδικασία, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε γυαλί, πλαστικό δοχείο(δεν μεταφέρει ηλεκτρισμό). Γεμίστε το δοχείο με διάλυμα βρώσιμου αλατιού. Είναι αυτός που είναι ο ηλεκτρολύτης. Ως κάθοδος, μπορείτε να πάρετε ένα φύλλο χαλκού (ορείχαλκου).

Διαδικασία τουρσί για άλλα υλικά

Επί του παρόντος, αυτός ο τύπος επεξεργασίας γυαλιού, όπως η χάραξη, χρησιμοποιείται ευρέως. Χρησιμοποιούνται ατμοί υδροφθορικού οξέος, υδροφθορίου. Αρχικά, πραγματοποιείται όξινο γυάλισμα της επιφάνειας, στη συνέχεια εφαρμόζεται ένα σχέδιο. Μετά από αυτούς τους χειρισμούς, το προϊόν τοποθετείται σε λουτρό με διάλυμα χάραξης. Στη συνέχεια το γυαλί πλένεται καλά και καθαρίζεται από την προστατευτική επίστρωση. Ως το τελευταίο, ένα μείγμα με βάση Κηρήθρα, κολοφώνιο, παραφίνη. Το χαρακτικό γυαλί με υδροφθορικό οξύ χρησιμοποιείται για να του δώσει θολότητα. Υπάρχει και δυνατότητα έγχρωμης χάραξης. Τα άλατα αργύρου δίνουν στις επιφάνειες κίτρινο, κόκκινο, μπλε αποχρώσεις, άλατα χαλκού - πράσινο, μαύρο, κόκκινο. Για να ληφθεί ένα διαφανές, γυαλιστερό σχέδιο, προστίθεται θειικό οξύ στο υδροφθορικό οξύ. Εάν απαιτείται βαθιά χάραξη, η διαδικασία επαναλαμβάνεται αρκετές φορές.

Ασφάλεια τουρσί

Το πάστωμα μετάλλων είναι μια μάλλον επικίνδυνη δραστηριότητα που απαιτεί μεγάλη συγκέντρωση. Αυτό οφείλεται στην εργασία με επιθετικά υλικά - οξέα και τα μείγματά τους. Πρώτα απ 'όλα, για αυτή τη διαδικασία είναι απαραίτητο να επιλέξετε σωστά ένα δωμάτιο με καλό αερισμό. Ιδανικό όταν παστώνετε θα χρησιμοποιήσετε απαγωγέα καπνού. Εάν δεν υπάρχει διαθέσιμο, τότε είναι απαραίτητο να φροντίσετε έναν αναπνευστήρα για να αποφύγετε την εισπνοή επιβλαβών αναθυμιάσεων. Όταν εργάζεστε με οξέα, πρέπει να φοράτε λαστιχένια γάντια και ποδιά. Πρέπει να είναι πάντα σε ετοιμότητα μαγειρική σόδα, που -αν χρειαστεί- μπορεί να εξουδετερώσει τη δράση του οξέος. Όλα τα διαλύματα τουρσί πρέπει να φυλάσσονται σε ειδικά δοχεία (γυάλινα ή πλαστικά). Μην ξεχνάτε τα αυτοκόλλητα, τα οποία θα δείχνουν τη σύνθεση του μείγματος, την ημερομηνία παρασκευής. Υπάρχει ένας ακόμη κανόνας: τα βάζα με οξέα δεν πρέπει να τοποθετούνται σε ψηλά ράφια. Η πτώση τους από ύψος είναι γεμάτη σοβαρές συνέπειες. Η καλλιτεχνική χάραξη μετάλλων δεν είναι πλήρης χωρίς τη χρήση νιτρικού οξέος, το οποίο είναι αρκετά καυστικό. Επιπλέον, σε ορισμένα μείγματα μπορεί να είναι εκρηκτικό. Τις περισσότερες φορές, το νιτρικό οξύ χρησιμοποιείται για το ασήμι. Τα διαλύματα χάραξης παρασκευάζονται με ανάμιξη οξέων με νερό. Αξίζει επίσης να θυμόμαστε ότι σε όλες τις περιπτώσεις το οξύ προστίθεται στο νερό και όχι το αντίστροφο.

Το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο χαρακτικό αλουμινίου είναι ένα υδατικό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου με ή χωρίς πρόσθετα. Χρησιμοποιείται για εφαρμογές γενικού καθαρισμού όπου χρειάζεται να αφαιρεθούν οξείδια, λίπη ή υπολείμματα κάτω από την επιφάνεια με μεγαλύτερους χρόνους χάραξης για να επιτευχθεί γυαλιστερό ή ματ φινίρισμα. Χρησιμοποιείται για την παραγωγή πινακίδων ή διακοσμητικών αρχιτεκτονικών στοιχείων, για βαθιά χάραξη ή χημική χάραξη. Αυτή η μέθοδος χάραξης είναι αρκετά φθηνή, αλλά ταυτόχρονα μπορεί να γίνει πολύ περίπλοκη για την εκτέλεση.

Τα διακοσμητικά διαλύματα χάραξης μπορεί να περιέχουν 4-10% ή περισσότερο καυστική σόδα, η θερμοκρασία λειτουργίας θα είναι 40-90ºC και μπορεί επίσης να είναι απαραίτητη η χρήση διαβρεκτικού για τη διασπορά λίπους και την απόκτηση ελαφριάς επικάλυψης αφρού, καθώς και η χρήση άλλα πρόσθετα. Η κανονική θερμοκρασία λειτουργίας για τον καθαρισμό και τη διακόσμηση είναι 60°C. Το σχήμα δείχνει τον ρυθμό απομάκρυνσης μετάλλου σε διάφορες συγκεντρώσεις και θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια μιας 5λεπτης αποξήρωσης φύλλου αλουμινίου 99,5%. Αυτές οι καμπύλες ισχύουν για ένα πρόσφατα παρασκευασμένο διάλυμα, με χαμηλότερες τιμές που αναφέρονται στην περίοδο μετά τη βύθιση του αλουμινίου στο διάλυμα. Οι Springe και Shval δημοσίευσαν δεδομένα σχετικά με το ρυθμό αποσκλήρυνσης του 99,5% καθαρού φύλλου αλουμινίου και την εξώθηση του 6063 σε διαλύματα υδροξειδίου του νατρίου 10%, 15%, 20% στους 40 έως 70°C. Οι Chaterjee και Thomas έκαναν επίσης μια λεπτομερή μελέτη της εξώθησης αποξίδωσης καυστικής σόδας 6063 και των φύλλων 5005, 3013.

Ποσοστό χάραξης 99,5% αλουμίνιο σε καυστική σόδα.

Το αλουμίνιο διαλύεται στην καυστική σόδα με την απελευθέρωση υδρογόνου και το σχηματισμό μιας ένωσης αργιλικού, που υπάρχει μόνο σε αλκαλικό διάλυμα. Η αντίδραση που εμφανίζεται σε αυτή την περίπτωση μπορεί να γραφτεί με δύο τρόπους:

Η ποσότητα της ελεύθερης καυστικής σόδας μειώνεται καθώς προχωρά η αντίδραση, μαζί με αυτό, ο ρυθμός χάραξης μειώνεται, η ηλεκτρική αγωγιμότητα μειώνεται και το ιξώδες αυξάνεται. Εάν δεν προστεθεί καθόλου υδροξείδιο νατρίου στο λουτρό, η αντίδραση προχωρά πολύ αργά, ωστόσο, τελικά το διαυγές ή καφέ διάλυμα γίνεται γαλακτώδες λευκό, από αυτό το σημείο ο ρυθμός χάραξης αρχίζει να αυξάνεται ξανά και αυξάνεται σε τιμή ελαφρώς μικρότερη από την αρχική ρυθμός χάραξης. Η αντίδραση που παρατηρείται σε αυτό το στάδιο μπορεί να γραφτεί ως εξής:

Η σχηματιζόμενη ένυδρη αλουμίνα ή Gibsite έχει τη μορφή εναιωρήματος, ενώ η αντίδραση απελευθερώνει επίσης υδροξείδιο του νατρίου, το οποίο είναι τόσο απαραίτητο για τη συνέχιση της χάραξης.

Ιονική δομή του αργιλικού σε διαλύματα που έχουν υψηλό επίπεδοΤο pH είναι ένα μάλλον περίπλοκο ζήτημα, ευτυχώς ο χειριστής δεν ασχολείται πραγματικά με αυτό το πρόβλημα. Οι Moulenard, Evans και McKeever διεξήγαγαν φάσματα υπέρυθρων και Raman για διαλύματα αργιλικού νατρίου σε νερό και οξειδίου του δευτερίου (βαρύ νερό) και μελέτησαν επίσης το φάσμα πυρηνικού συντονισμού για Na και Al. Για συγκεντρώσεις αλουμινίου κάτω από 1,5 Μ, προέκυψαν 4 ζώνες δόνησης, δύο από τις οποίες ήταν ενεργές υπέρυθρες στα 950 και 725 cm-1, καθώς και 3 ζώνες Raman ενεργές στα 725, 625 και 325 cm-1. Για το αλουμίνιο υπήρχε και μια λεπτή γραμμή συντονισμού. Όλα αυτά τα γεγονότα μπορούν πολύ εύκολα να συσχετιστούν με την ύπαρξη του τετραεδρικού Al(OH)4-, που είναι ο κύριος φορέας του αλουμινίου σε διάλυμα.

Όταν η συγκέντρωση του αλουμινίου υπερβαίνει το 1,5 Μ, εμφανίζεται μια νέα ζώνη δόνησης στα 900 cm-1 για τη ζώνη υπερύθρων και η ζώνη Raman στα 705 και 540 cm-1, ενώ η ζώνη πυρηνικού συντονισμού για το αλουμίνιο θα επεκταθεί σημαντικά χωρίς αλλαγή θέσης. Όλες αυτές οι παρατηρήσεις μπορούν να εξηγηθούν ως προς τη συμπύκνωση του Al(OH)4-, με την αυξανόμενη συγκέντρωση και το σχηματισμό του Al2O(OH)62-, και σε διαλύματα αργιλικού νατρίου 6Μ, αυτές οι δύο μορφές συνυπάρχουν παράλληλα. Έχει βρεθεί ότι το διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου, όταν χρησιμοποιείται συνεχώς, θα απορροφά το αλουμίνιο μέχρις ότου ο όγκος του ελεύθερου υδροξειδίου του νατρίου μειωθεί στο ένα τέταρτο περίπου του αρχικού όγκου, μετά τον οποίο η χάραξη με ελεύθερο υδροξείδιο του νατρίου θα συνεχιστεί, ταλαντούμενος περίπου στο ίδιο επίπεδο με πλάτος , που εξαρτάται από τη θερμοκρασία, την ένταση χρήσης και την περίοδο παύσης. Στη συνέχεια, η ένυδρη ένωση θα κατακαθίσει ή θα κρυσταλλωθεί αργά στον πυθμένα και στις πλευρές της δεξαμενής για να σχηματίσει μια πολύ σκληρή ένυδρη ένωση που είναι πολύ δύσκολο να αφαιρεθεί και δυστυχώς τείνει να κατακάθεται στην επιφάνεια των πηνίων θέρμανσης. Εδώ παρατηρούμε την τρίτη αντίδραση, δηλ. η αντίδραση αφυδρογόνωσης του υδροξειδίου του αργιλίου με το σχηματισμό οξειδίου του αργιλίου:

Η φύση αυτού του μετασχηματισμού φαίνεται στο σχ. 4-10, όπου διάφορες ποσότητες αλουμινίου διαλύονται σε διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου 5% (wt) και οι μετρήσεις γίνονται σε ελεύθερο υδροξείδιο του νατρίου αμέσως μετά από κάθε προσθήκη και επίσης μετά από τρεις εβδομάδες. Έως και 15 g/l αλουμινίου παραμένουν πλήρως σε διάλυμα χωρίς αλλαγές στην ποσότητα του ελεύθερου υδροξειδίου του νατρίου, ωστόσο, μόλις ξεκινήσει η καθίζηση του οξειδίου του αργιλίου, η οποία συμβαίνει λίγο πριν την εμφάνιση ενός ελεύθερα διακρινόμενου ιζήματος, το ελεύθερο υδροξείδιο του νατρίου αποκαταστάθηκε στο 4%, δηλ. έως και 80% της αρχικής του αξίας. Με παρατεταμένη χρήση, αυτή η τιμή για ένα τέτοιο διάλυμα μπορεί να κυμαίνεται από 1 έως 1,5%, μερικές φορές αυξάνεται σε 2,5%, σε περίπτωση διακοπής λειτουργίας πολλών ωρών. Μια παρόμοια αναλογία αντιστοιχεί επίσης σε υψηλότερη συγκέντρωση καυστικής σόδας και αυτές οι τιμές είναι στην πραγματικότητα ανεξάρτητες από τη θερμοκρασία.

Επίδραση διαλυμένου αλουμινίου στο ελεύθερο υδροξείδιο του νατρίου.

Μια άλλη σημαντική επίδραση του αλουμινίου είναι ότι με την αύξηση της περιεκτικότητας σε αλουμίνιο, ο ρυθμός χάραξης μειώνεται, και σαφώς αυτό αντικατοπτρίζεται στο σχήμα. Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι εάν είναι απαραίτητο να διατηρηθεί ένας σταθερός ρυθμός χάραξης, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η περιεκτικότητα σε ελεύθερο υδροξείδιο του νατρίου καθώς αυξάνεται η ποσότητα αλουμινίου στο λουτρό.

Η τελική αντίδραση σε αυτή την περίπτωση θα συμβεί μεταξύ αλουμινίου και νερού με την απελευθέρωση υδρογόνου και αλουμινίου. Θεωρητικά, το τουρσί μπορεί έτσι να συνεχιστεί επ' αόριστον, με την απώλεια καυστικής σόδας να συμβαίνει μόνο ως αποτέλεσμα της παρασύρσεως. Αυτή η μέθοδος εργασίας με τη δεξαμενή αποστράγγισης είναι πράγματι εφαρμόσιμη στην πράξη, ωστόσο, πρέπει να θυμόμαστε την ανάγκη περιοδικής απομάκρυνσης του στερεού ένυδρου ιζήματος. Σύμφωνα με την τρέχουσα εμπειρία, όταν λειτουργεί σε αυτή τη λειτουργία, η διάρκεια ζωής της δεξαμενής μπορεί να είναι έως και 2 χρόνια. Η διήθηση των διαλυμάτων υδροξειδίου του νατρίου δεν ήταν τόσο επιτυχημένη λόγω του γεγονότος ότι το πολύ λεπτό ίζημα τείνει να φράζει το φίλτρο πολύ γρήγορα, αλλά κατά τα άλλα δεν έχουν εντοπιστεί προβλήματα με αυτήν την τεχνική.

Ταχύτητα χάραξης σε υδροξείδιο του νατρίου 50 g/l, νιτρικό νάτριο 40 g/l στους 60ºС ανάλογα με τη συγκέντρωση αλουμινίου.

Ο χημικός έλεγχος του διαλύματος, που εφαρμόζεται πριν από την καθίζηση ή σε σταθερή κατάσταση μετά την καθίζηση, περιλαμβάνει τον προσδιορισμό του ολικού νατρίου και του ελεύθερου υδροξειδίου του νατρίου. Το περιεχόμενο του τελευταίου μπορεί να υπολογιστεί με επαρκή ακρίβεια για Πρακτική εφαρμογημε τιτλοδότηση με υδροχλωρικό οξύ έως ότου ο φαινολοφθολικός δείκτης χάσει το χρώμα του. Ως εναλλακτική λύση, μπορεί επίσης να προσφερθεί ποτενσιομετρική τιτλοδότηση. Για να αντισταθμιστούν οι απώλειες που οφείλονται σε συμπαρασυρμό, αρκεί μόνο η διατήρηση της συνολικής περιεκτικότητας σε υδροξείδιο του νατρίου σε σταθερό επίπεδο, καθώς δεν είναι δυνατός ο έλεγχος των διακυμάνσεων του ελεύθερου υδροξειδίου του νατρίου στο διάλυμα. Για ακριβή προσδιορισμό, στον οποίο λαμβάνονται υπόψη και το ανθρακικό και το διαλυμένο αλουμίνιο, χρησιμοποιείται μια πιο περίπλοκη μέθοδος υπολογισμού, η οποία δίνεται στον πίνακα.

Ένα από τα συνηθέστερα προβλήματα που αντιμετωπίζονται με την χάραξη με καυστική σόδα είναι η τάση να προκαλείται διάτρηση ή «κάψιμο» μέρους ή ολόκληρου του τμήματος, η οποία συνοδεύεται από αύξηση του ρυθμού χάραξης έως και 300%. Αυτό συμβαίνει συνήθως σε λύσεις με υψηλή φόρτωση που χρησιμοποιούνται τόσο εκτενώς που δεν υπάρχει τρόπος ανάκτησης. Σε αυτή την περίπτωση, ο ένυδρος κρυσταλλώνεται στα μέρη, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση της έντασης της τοπικής χάραξης, αύξηση της θερμοκρασίας και επίδραση στα όρια των κόκκων, που έχει τις ιδιότητες της όξινης χάραξης. Μερικές φορές είναι δύσκολο να αποφευχθεί το άνοιγμα σε διαλύματα αυτού του τύπου όταν προσπαθείτε να αφαιρέσετε το φιλμ ανόδου. Εάν συμβεί αυτό, η θερμοκρασία πρέπει να μειωθεί.

Έτσι, μπορεί να φανεί ότι, παρά τη φαινομενική απλότητα της διαδικασίας χάραξης, πολλές ανταγωνιστικές αντιδράσεις μπορούν να παρατηρηθούν στην πράξη, οι οποίες πρέπει να αναγνωριστούν για να ληφθούν καλό αποτέλεσμα. Οι κύριοι παράγοντες που ευθύνονται για το τουρσί είναι η περιεκτικότητα σε ελεύθερο υδροξείδιο του νατρίου στο διάλυμα, η παρουσία και η ποσότητα προσθέτων στο λουτρό, η θερμοκρασία του διαλύματος και η περιεκτικότητα του διαλύματος σε αλουμίνιο. Η επίδραση της σύνθεσης του διαλύματος έχει ήδη συζητηθεί νωρίτερα, ωστόσο, η θερμοκρασία του διαλύματος έχει ισχυρή επίδραση στον ρυθμό χάραξης. Συνήθως αυτός ο παράγοντας είναι εύκολο να ελεγχθεί, αλλά στην πράξη, λόγω της εξώθερμης φύσης αυτής της αντίδρασης, είναι συχνά απαραίτητο να ψύχονται τα λουτρά τουρσί, ειδικά όταν είναι σε συνεχή χρήση. Τα περισσότερα λουτρά τουρσί χρησιμοποιούνται σε θερμοκρασίες μεταξύ 55 και 65°C, αφού σε περισσότερες υψηλές θερμοκρασίεςΜπορεί να προκύψει μόλυνση λόγω χάραξης μεταφοράς, ειδικά σε φύλλα.

Χαιρετισμούς, χημικοί και ραδιοερασιτέχνες!

Από την αρχή της χρονιάς, η ομάδα μας στο Endurance (LaserLab) τέθηκε μια ερώτηση, μπορούμε να κάνουμε μια όμορφη χάραξη σε αλουμίνιο με λέιζερ; Και θα είναι διαθέσιμο σε όλους;

Επιτέλους απαντάμε! :)

Το αλουμίνιο είναι ένα κοινό μέταλλο, επομένως δεν είναι περίεργο που οι άνθρωποι θέλουν να βάλουν τα χαρακτικά τους πάνω του. Το έκανα με χαρά για το μπρελόκ αλουμινίου, το φλας και τη θήκη του κινητού μου.

Ποιες είναι οι ιδιότητες του αλουμινίου; Ναι, μέταλλο. T_τήξη 600 μοιρών, με υψηλή θερμική αγωγιμότητα και συχνά έχει οξείδιο του αλουμινίου στην επικάλυψη του, του οποίου το σημείο τήξης είναι πάνω από 1100 μοίρες. Επομένως, η θερμική επεξεργασία δεν θα είναι τόσο απλή. Ας δούμε μια άλλη επιλογή. Όπως γνωρίζετε, τα καλώδια είναι κατασκευασμένα από χαλκό και αλουμίνιο. Το αλουμίνιο είναι ένας εξαιρετικός αγωγός, που σημαίνει ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη διαδικασία ηλεκτρόλυσης. Αυτό είναι το κόλπο, διαβάστε! Δηλαδή, χάραξη αλουμινίου.

Είναι απλό!) Θα χρειαστούμε:

Νερό (όχι περισσότερο από 1 λίτρο).
Πηγή ηλεκτρικό ρεύμα(από 9 έως 12 V).
Κοινό επιτραπέζιο αλάτι NaCl.
Διηλεκτρική χωρητικότητα (για παράδειγμα, από πλαστικό).
Ένα καρφί ή άλλο αιχμηρό, σκληρό αντικείμενο.

Και φυσικά το λέιζερ L-Cheapo! Ισχύς 3-5 Watt.

1. Ετοιμάστε το σχέδιο που θέλετε να χαράξετε στην πλάκα αλουμινίου.

Για παράδειγμα, μια εικόνα bitmap ενός λογότυπου.

2. Απαλλαγείτε από το γράσο στο δείγμα αλουμινίου σας. Καλύψτε το με οποιοδήποτε από τα παρακάτω υλικά: καφέ ταινία, μπογιά, βερνίκι, ταινία.

3. Τοποθετήστε το προϊόν στον εκτυπωτή 3D και ξεκινήστε το λέιζερ (είναι απαραίτητο να καταστρέψετε το επιφανειακό στρώμα από το βήμα 2 και θα έχετε ανοιχτές περιοχές).

4. Ανακατέψτε το αλάτι στο νερό για να γίνει ένα συμπυκνωμένο διάλυμα.

5.1. Πάρτε μια πηγή ρεύματος (στη φωτογραφία υπάρχει ένα κόκκινο "συν" και ένα λευκό καλώδιο "μείον").
5.2. Προσαρμόστε ένα σιδερένιο αντικείμενο στο μείον και χαμηλώστε το στο αλατούχο διάλυμα.
5.3. Προσαρμόστε ένα δείγμα αλουμινίου στο συν και χαμηλώστε το στο διάλυμα στο ίδιο δοχείο.
6. Ενεργοποιήστε!

7. Περιμένετε τη διαδικασία ηλεκτρόλυσης (χαρακτική) στο διάλυμα για περίπου 5 λεπτά. Ανάλογα με τη συγκέντρωση του διαλύματος και την ισχύ του ρεύματος, υπολογίστε το χρόνο που απαιτείται για τη χάραξη. Μπορέσαμε να χαράξουμε ένα δείγμα σε μια φωτογραφία σε 3 λεπτά.

8. Αφαιρέστε το δείγμα από το διάλυμα.

Τάξη!!)

Πριν τοποθετήσετε στο δοχείο με το διάλυμα, μην ξεχνάτε ότι το δείγμα σας, το οποίο πρόκειται να χαραχθεί, πρέπει να απομονωθεί προσεκτικά από το εξωτερικό περιβάλλον, με εξαίρεση τις περιοχές εκείνες που πρόκειται να εφαρμοστεί η χάραξη.

Μπορείτε να πραγματοποιήσετε αυτήν την εμπειρία τόσο στο σπίτι όσο και στο εργαστήριό σας.

Με αυτήν την τεχνολογία, ο καθένας μπορεί να γίνει χαράκτης μετάλλων (τουλάχιστον αλουμίνιο).

Όλα αυτά είναι πολύτιμες και πρακτικές γνώσεις. Θα χαρούμε να εγγραφείτε στα νέα του Endurance

Χαράζω? Εύκολα!

Μας κάνουν συχνά την ίδια ερώτηση, είναι δυνατόν να χαράξουμε με λέιζερ διόδου σε μέταλλο, για παράδειγμα, αλουμίνιο.

Είναι δυνατόν να χαράξουμε μέταλλο στο σπίτι;

Σήμερα θα απαντήσουμε σε αυτό το ερώτημα.

Εξετάστε το αλουμίνιο. Στην πραγματικότητα, είναι ένα αρκετά κοινό μέταλλο στην καθημερινή ζωή, κατάλληλο για χάραξη. Πολλά προϊόντα, όπως τα μπρελόκ, οι μονάδες flash και ορισμένα κινητά τηλέφωνα έχουν επίστρωση αλουμινίου.

Τι γνωρίζουμε για το αλουμίνιο;

Πρόκειται για ένα μέταλλο με σημείο τήξης περίπου 600 βαθμούς Κελσίου, το οποίο έχει υψηλή θερμική αγωγιμότητα και, κατά κανόνα, έχει στην επιφάνειά του ένα φιλμ οξειδίου του αλουμινίου, του οποίου το σημείο τήξης είναι περισσότερο από 1000 βαθμούς Κελσίου. Αυτό περιπλέκει πολύ τη διαδικασία χάραξης με θερμική επεξεργασία, αλλά υπάρχει μια άλλη επιλογή. Το αλουμίνιο είναι καλός αγωγός και αν ναι, η διαδικασία ηλεκτρόλυσης δεν έχει ακυρωθεί. Αυτή είναι ακριβώς η λύση για την οποία θα μιλήσουμε.

Αυτή η διαδικασία ονομάζεται χάραξη αλουμινίου.

Δεν υπάρχει τίποτα δύσκολο σε αυτό. Χρειαζόμαστε μόνο μια πηγή ρεύματος 9-12 volt.

Καθώς και συνηθισμένο επιτραπέζιο αλάτι NaCl, ένα διηλεκτρικό δοχείο (το πλαστικό είναι καλό), ένα καρφί ή οποιοδήποτε σιδερένιο αντικείμενο κατάλληλου σχήματος και μεγέθους, νερό.

Και φυσικά το λέιζερ!

Τι κάνουμε λοιπόν;

Ετοιμάζουμε ένα σχέδιο ράστερ που θα θέλαμε να εφαρμόσουμε στην αλουμινένια επιφάνεια της πλάκας.

Για παράδειγμα, όπως αυτό:

1. 2. Καλύπτουμε την αλουμινένια επιφάνεια της πλάκας με προστατευτική μεμβράνη (κολλητική ταινία, βερνίκι, χρώμα της επιλογής σας).3. Τοποθετούμε μια πλάκα αλουμινίου στην επιφάνεια εργασίας ενός τρισδιάστατου εκτυπωτή εξοπλισμένου με λέιζερ διόδου (κατά προτίμηση με ισχύ πάνω από 1-2 W, ώστε να είναι αρκετή για να κόψουμε το φιλμ) και ενεργοποιούμε τη λειτουργία κοπής με λέιζερ (για να καεί την επικολλημένη μεμβράνη και δημιουργούν ανοιχτές περιοχές στη θέση της μελλοντικής χάραξης ).τέσσερα. Στη συνέχεια σε πλαστικό δοχείο παρασκευάζουμε συμπυκνωμένο υδατικό διάλυμα NaCl.5. Από την πηγή ηλεκτρικού ρεύματος αντλούμε 2 καλώδια "συν" και "πλην".

6. Στερεώνουμε ένα σιδερένιο αντικείμενο (καρφί) στο μείον και το κατεβάζουμε σε υδατικό διάλυμα NaCl.

7. Συνδέουμε το αλουμινένιο πιάτο μας στο συν και επίσης το κατεβάζουμε στο διάλυμα αλατιού.

8. Παρέχουμε ρεύμα στην πηγή ρεύματος.9. Ξεκινά η διαδικασία της ηλεκτρόλυσης (εγχάραξης) σε διάλυμα. Ανάλογα με την ισχύ του ρεύματος και τη συγκέντρωση του διαλύματος, μπορείτε να υπολογίσετε τον κατά προσέγγιση χρόνο που απαιτείται για τη χάραξη. Συνήθως 3-5 λεπτά.10. Βγάζουμε το προϊόν από το διάλυμα Πρέπει να θυμόμαστε ότι το χαραγμένο προϊόν θα πρέπει να απομονωθεί προσεκτικά πριν τοποθετηθεί στο διάλυμα, με εξαίρεση τις περιοχές όπου, στην πραγματικότητα, πρέπει να εφαρμοστεί

Αυτή η διαδικασία μπορεί να πραγματοποιηθεί τόσο στο σπίτι όσο και σε ένα μικρό εργαστήριο.Με αυτήν την τεχνολογία μπορεί οποιοσδήποτε να γίνει χαράκτης μετάλλων (αλουμινίου).

Κατά τη γνώμη μας, αυτή η τεχνολογία έχει μεγάλη πρακτική αξία.

Εγγραφείτε στις ενημερώσεις Endurance.

Η χάραξη αλουμινίου γίνεται εύκολα!

Η αποξήρανση αλουμινίου πραγματοποιείται σε αλκαλικό ή όξινο περιβάλλον. Ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο χαρακτικό είναι το συμπυκνωμένο H 3 PO 4 (76%), το παγόμορφο οξικό οξύ (15%), το πυκνό νιτρικό οξύ (3%) και το νερό (5%) κατ' όγκο. Σύμφωνα με έρευνα, η διαδικασία αποτελείται από δύο στάδια - τον σχηματισμό του Al 3+ και τον σχηματισμό του AlPO 4, που ελέγχονται από τους ρυθμούς των αντίστοιχων αντιδράσεων:

Al 2 O 3 αργό Al -3е HNO3 Al 3+ γρήγορο γρήγορο φιλμ αργά διαλυτό AlPO 4 . (40)

Το νερό σε φωσφορικό οξύ εμποδίζει τη διάλυση του Al 2 O 3 , αλλά προωθεί τη διάλυση του δευτερογενούς προϊόντος AlPO 4 . Η ένταση του ρεύματος είναι ανάλογη με το ρυθμό χάραξης. Εάν το ρεύμα εφαρμόζεται στο αλουμίνιο, τότε παρατηρείται ανισοτροπία χάραξης.

Η ενέργεια ενεργοποίησης της χάραξης Al σε H 3 PO 4 / HNO 3 είναι 13,2 kcal/mol, πράγμα που υποδηλώνει ότι η διαδικασία περιορίζεται από τον ρυθμό διάλυσης του Al 2 O 3 σε H 3 PO 4 . Το αέριο που απελευθερώνεται είναι ένα μείγμα H 2 , NO και NO 2 . Η προσρόφηση των αερίων στην επιφάνεια του Al είναι ένα μόνιμο πρόβλημα όταν χρησιμοποιούνται παχύρρευστα χαρακτικά. Οι φυσαλίδες μπορούν να επιβραδύνουν τη χάραξη - κάτω από αυτές σχηματίζονται νησίδες από μη χαραγμένο μέταλλο, οι οποίες μπορούν να κλείσουν αγωγούς σε κοντινή απόσταση.

Ρύζι. 17.

Η προνομιακή προσρόφηση αερίων προϊόντων στο πλευρικό τοίχωμα περιορίζει την πλευρική χάραξη.

Μια απροσδόκητη εφαρμογή της προσρόφησης φυσαλίδων ήταν η χρήση της για την εξομάλυνση των άκρων του προφίλ κατά τη χάραξη μεμβρανών σιδήρου-νικελίου σε HNO 3 (Εικ. 17). Μόλις ξεκινήσει η διαδικασία χάραξης, φυσαλίδες νιτρικού οξειδίου συγκεντρώνονται κατά μήκος της πλευρικής ακμής. Το προσροφημένο ενδιάμεσο ΝΟ 2 δρα ως ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας στη χάραξη μετάλλων και η χάραξη στην πλευρική κατεύθυνση επιταχύνεται. Η προσρόφηση αερίων στο πλευρικό τοίχωμα (Εικ. 17) χρησιμοποιήθηκε επίσης για τη μείωση της πλευρικής χάραξης του Al κατά τη χάραξη του σε H3PO4. Μια μείωση της πίεσης στο θάλαμο χάραξης από 105 σε 103 Pa οδήγησε σε μείωση της χάραξης από 0,8 σε 0,4 μm. Ως αποτέλεσμα της προσρόφησης μικρών φυσαλίδων υδρογόνου στο πλευρικό τοίχωμα, σχηματίστηκε ένα αποτελεσματικό φράγμα διάχυσης σε αυτό. Αρκετά προϊόντα χάραξης (Πίνακας 9) που περιέχουν προσθήκες σακχαρόζης (πολυαλκοόλη) και επιφανειοδραστικής ουσίας προτάθηκαν για τη μείωση της πλευρικής χάραξης ΑΙ από 1,0 σε 0,25 μm.

Πίνακας 9. Χαρακτική για αλουμίνιο.

1) AK - κυκλοκαουτσούκ με αζίδια, ανθεκτικό τύπου KTFR. DCN - novolac με κινονοδιαζίδες, τύπου AZ-1350 ανθεκτικό.

Η κακή ποιότητα χάραξης Al οφείλεται σε διάφορους παράγοντες:

1) υπανάπτυκτη αντίσταση?
2) ανομοιόμορφο πάχος.
3) καταπονήσεις στα φιλμ πάνω από βήματα.
4) γαλβανική επιτάχυνση της χάραξης λόγω της παρουσίας ιζημάτων Al-Cu.
5) ανομοιόμορφο πάχος του οξειδίου.
6) αστάθεια θερμοκρασίας (>1 ° C).

Αυτοί οι παράγοντες οδηγούν σε υπερβολική χάραξη και βραχυκύκλωμα.

Το χρώμιο είναι το δεύτερο πιο συχνά χαραγμένο μέταλλο μετά το αλουμίνιο. Χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή φωτομάσκας. Το θειικό δημήτριο/HNO 3 χρησιμοποιείται ως χαρακτικό.

Λόγω του επαγωγικού αποτελέσματος (ο σχηματισμός του ανώτερου στρώματος Cr 2 O 3), η χάραξη της μεμβράνης είναι μη γραμμική και επομένως το τέλος της χάραξης δεν μπορεί να προσδιοριστεί από το αρχικό πάχος της.