改良碱性蚀刻液的原理及配方组成

  以上介绍的通用铝合金碱性蚀刻液并不具有较高的蚀刻速度,典型蚀刻速度约15um/min~30um/min。对于蚀刻量大的零件势必导致加工周期长,给生产带来不便。如果在蚀刻液添加一些氧化性物质以加速蚀刻过程的进行,将会使蚀刻速度大大提高,使生产周期缩短。
    从理论上讲,具氧化性的阴离子团和一些正电位的金属离子(相对于销的电位,下同),都可以作为旨在加速蚀刻速度的添加剂,如:ClO3-、clO2、N03、N02、MnO4、CrO4-、Cu2、Fe3等,但实际上能使蚀刻速度明显增加的掭加物质并不多。著者经过多年的研究发现,在这些众多可供选择的氧化性物质中,只有硝酸盐和亚硝酸盐才具有明显提高蚀刻速度的作用。同时硝酸盐或难硝酸盐也是铝台金碱性纹理蚀刻的重要成分。硝酸盐不仅原料易得,价格低,而且,在反应过程中,氧化性强的NO3在和铝反应时,被铝直接还原为NH3,从溶液中排出,并小在溶液中留下残余物,便于补加。在这里以NaNO3为例来进行讨论。
    NaNO3在碱性环境中和铝的蚀刻反应如下:

 

    在以上反应中式(5-20)是NaOH3参加的蚀刻反应过程,式(5-21)是铝在NaOH溶液中蚀刻反应过程。反应式(5-20)可以看做是由反应式(5一18)和反应式(5一19)两步来完成,反应(5-19)是控制整个反应速度的过程。反应(5-19)越快.蚀刻速度就越快,反应(5-19)越慢,蚀刻速度就越慢,且经蚀刻过的铝合金表面粗糙度增高。在NaOH足够的情况下,其加快的蚀刻速度可以看成是反应(5—20)所致。控制合适的NaOH浓度以调节反应(5—1 91的反应速度,就能完成对铝的纹理蚀刻和对铝的快速蚀刻的控制。反应(5一19)的速度受蚀刻液中NaOH和NaNO3浓度的影响。在NANO3浓度一定的情况下,NaOH浓度越高,反应(5~19)的速度越快,相应地对铝的蚀刻速度也越快,反之则慢。改良碱性蚀划液的配方及操作条件见表5—5。