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在碱性环境中氧化性金属离子为什么能在不锈钢蚀刻片表面形成微观选择过蚀刻呢?

时间:2013-5-25 作者:dlz0099 分享到:

在碱性环境中氧化性金属离子为什么能在不锈钢蚀刻片表面形成微观选择过蚀刻呢?

主要是由于不锈钢在含有氧化性金属离子的溶液中,通过置换反应,使氧化性金属离子还原并附着于不锈钢表面,这一附着层并不连续,而是呈现出一种密集点状,形成密集的原电池。有金属附着的地方为正极,得到暂时保护,腐蚀被滞后;没有金属附着的地方为负极,被优先腐蚀,从而实现了微观选择过蚀刻。

但由于在碱性环境中OH一的强烈去极化作用,使不锈钢在碱性溶液中蚀刻速度被整体加速,特别是由于有原电池的作用,这一过程更甚。这些置换金属,并不能较长时间停留在不锈钢表面,加上不锈钢在碱性蚀刻过程中会产生大量H2,对置换金属有冲刷作用,使在不锈钢表面置换的金属更易脱离。这一结果导致由氧化性金属离子所引起的微观选择过蚀刻不能持续进行下去,使纹理的均匀性难以持续保证,试验证明也是如此。
通过进一步试验发现,用氧化性金属离子作为碱性环境中的纹理蚀刻剂时,受材料影响较大。氧化性金属离子的电位都比不锈钢的电位正得多,在蚀刻过程中反应不易控制。同时这些氧化性金属离子很难在碱性环境中以简单离子状态存在。即使通过调整碱性环境组成,使氧化性金属离子以某种形式的络合离子存在于碱性溶液中,并假定在通常情况下是稳定的,但由于不锈钢和氧化性金属离子间的高电位差,置换反应较剧烈,再加上蚀刻都是在较高温度下进行,这种置换反应将更加剧烈。

蚀刻液中氧化性金属离子的稳定络合态将很快被破坏,使添加的氧化性金属离子以氧化物或氢氧化物的形式从蚀刻液中沉淀出来,使溶液中氧化性金属离子浓度迅速降到最低点,使蚀刻液失去对不锈钢表面进行纹理蚀刻的效能。这对于化学纹理蚀刻没有多大实用意义。但对于在实验室研究某种氧化性金属离子在碱性环境中对不锈钢纹理腐蚀状态有一定意义。在碱性纹理蚀刻液中氧化性金属离子作为一种辅助剂保持某种低浓度还是可取。所以对于碱性环境中的纹理蚀刻,不能单一选用常见氧化性金属离子。

 

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