Травильный раствор Советский патент 1980 года по МПК C03C15/00 

1

Изобретение относится к технологии обработки фосфатных ситаплов и стекол и может быть использовано в оптико-электронной промышленности при изготовлении оптических деталей.

Известен травильный раствор для матирования поверхностен из стеклокристаллических материалов и стекла, содержащий фтористоводородную, серную кислоты, хлористый калий и дистиллированную воДУ И.

Однако эти растворы большей частью применимы к силикатным стеклокристаллическим материалам и стеклам, которые менее стойки к фтористоводородной кислоте. Фосфатные ситаллы и стекла, более стойкие к фтористоводородной кислоте, в этих растворах травятся с низкой скоростью, а в некоторых случаях травление прекращается, вследствие образования нерастворимой солевой пленки на поверхности изделия. При этом нельзя добиться ровного матирования поверхности изза неравномерного стравливания фазовых

компонентов фосфатных ситаллов и стекол, что препятствует достижению высоких прочностных характеристик.

Наиболее близким к изобретению является травильный раствор 2 включающий следукядие ингредиенты, вес.%: Фтористоводородная кислота Ю Азотная кислота4О

Уксусная кислота30

ВодаОстальное до

1ОО%

Наличие органической добавки позволяет регулировать процесс травления.

Однако при обработке фосфатных ситаллов и стекла в растворе данного состава образуется солевая пленка.(продукты реакнии травления), которая прочно сцепляется с поверхностью обрабатываемых изделий, что приводит к резкому снижению скорости химического травления изза плохого подвода свежего раствора. Скорость химической обработки фосфатных ситаллов и стекол в этом растворе О,О5 мкм/мин,что затрудняет технологию обработки изделий иэ указанных стеклокристаллических материалов и стекол. В результате невозможно получение равномерно матовой поверхности из-за образования на ней микронеровностей, вызванных неравномерным стравлвшанием фазовых компонентов фосфатных ситаллов и стекол; кроме того, обработанные изделия характеризуются недостаточной механической прочностью.

Целью изобретения является повьпиение скорости травления и механической прочности обработанных стекол и ситаллов.

Цель достигается тем, что травильный раствор, включающий фтористоводородную, азотную кислоты и воду, в качестве оргшшческой добавки содержит полиакриламид при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Фтористоводородная кислота 50-6О Азотная кислота2О-ЗО

Полиакриламид

1-5 ЬЗода

Остальное до 1ОО%

Пример. Растворы приготавливают путем смешивания водных растворов неорганических 1ШСЛОТ с водным раствором полиакриламида. Для определения скорости травления, Механической прочности, шероховатости изготовлены образцы из фосфатного ситалла марки СО 11575 размером 10x10x120 мм. Поверхность образцов обрабатывают на оптическом станке СД-2 методом свободного абразива. Величину стравливаемого слоя определяют микрометром, время травления секундомером. Механическую прочность определяаот при испытании на изгиб указанных образцов по трехточечной схене нагружения. Шероховатость поверхности определяют профилографом-профилометром М201.

Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице.

Известный раствор 0,О51,0-0,6 Предлагаемые ра Фтористоводородная 0,502,5кислота 5О Азотная кислота 2О Полиакриламид 1 Вода Остальное До 100;% Фтористоводородная кислота 55 Азотная кислота 25 Полиакриламид 3 Вода Остальное до 1ОО% Фтористоводородная кислота 60 Азотная кислота 30 Полиакриламид 5 Вода Остальное до 100%

Наблюдаются отдельные дефекты травления в виде выступов и ямок, отсутствие равномерно матированной поверхности 0,60,2 оры 10 Наблюдается равномерно матированная поверхность 14 Оптимальное сочетание свойств образцов после обработки 114 Поверхность (Недостаточно матирована Из результатов сравнительных испытаний видно, что уменьшение минимального содержания компонентов раствора (в том числе полиакриламида менее 1%) не приводит к существенному увел1гчению прочности. При дальнейшем увеличении максимального количества компонентов раствора (в том числе полиакриламида более 5%) не достигается эффективного матирования поверхности. Оптимальный состав травильного раст вора для обработки фосфатных.ситаллов и стекол содержит следующее соотношение компонентов, вес.%: Фтористоводородная кислота (7О%) Азотная кислота Полиакриламид (8%) Остальное до Наличие в растворе поверхностно-акти ного вещества - полиакриламида - дает возможность регулировать качество мати рования. При малых содержаниях полиакриламид адсорбируется на активных цент pax обрабатываемой поверхности, предотвращая эти участки от эффективного трав ления. Участки поверхности не блокированные буферной добавкой (полиакрилами дом), травятся при этом с большей скоростью. При таком травлении образуется равномерно матированная поверхность. При больших содержаниях поверхностноактивного воцества (полиакриламида) вс обрабатываемая поверхность полностью защищена от интенсивного травления. В таком растворе травление протекает боле мягко, поверхность сглаживается и не наблюдается 1штенсивного матирования. Наличие в составе пленкообразующего вещества (полиакрилa шдa) уменьшает интенсивность испарения фтористого водо 656 рода, что улучшает условия труда и обе.:. сохранность состава травильной ванны. Применение описываемого раствора для обработки фосфатных ситаплов и стекол позволяет повыс/пъ в 5-1О раз скорость химического травления, что обеспечит облегчение технологии обработки фосфатных ситаллов и стекол; улучшить качество обрабатываемых поверхностей при равномерном мат1фовании; повысить механическую прочность обработанных изделий из фосфатных ситаллов и стекол; уменьшить интенсивность испарения фтористого водорода, что улучшит условия труда и обеспечит сохранность травильного раствора. Формула изобретения Травильный раствор , преимущественно для обработки фосфатных стекол и ситаллов, включающий фтористоводородную, азотную кислоты, орган1птескую добавку и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости травления и механической прочности обработанных стекол и ситаллов, он в качестве органической добавки содерж11т полиакриламид при следующем соотношении компонентов, вес.%: Фтористоводородная кислота 50-6О Азотная кислота2О-ЗО Полиакриламид1-5 ВодаОстальное Источнтш информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское св)вдетельство СССР К 22О451, кл. С ОЗ С 15/ОО, 1967. 2.Патент Великобритании № 1217О50, кл. В 6 Э, 197О.