Метод травления: Травление металла: виды, технология, травители

Травление металла: виды, технология, травители

Травление – это процесс очистки и обработки металлической заготовки. Химическое, кислотное, щелочное, электрохимическое – есть много способов выполнения этой технологической операции. Где применяют травление металла, зачем его используют в промышленности, какие бывают способы обработки с применением этой технологии, всё эти вопросы подробно разобраны в представленной ниже статье.

 

Что такое травление

Это технология удаления верхнего слоя с поверхности металлической детали. Технология применяется для очистки заготовок от окалины, ржавчины, окислов и снятия верхнего слоя металла. Используя этот способ, снимают верхний слой для поиска внутренних дефектов и изучения макроструктуры материала.

С помощью травления зачищают деталь и увеличивают адгезию поверхности. Это делают для последующего соединения металлической поверхности с другой заготовкой, перед нанесением краски, эмали, гальванического покрытия и других защитных покрытий.

Метод позволяет не только быстро очистить деталь, но и создать на металлической поверхности нужный рисунок. Этим методом вырезают на металлической поверхности тончайшие каналы и сложные изображения. Можно выполнять очистку габаритных деталей или проката. Глубина обработки регулируется с точностью до несколько микрон, что позволяет изготавливать сложные детали с небольшими пазами и другими сложными элементами.

 

 

Применение травления в промышленности

1. Для очистки от оксидной плёнки деталей из углеродистой, низколегированной и высоколегированной стали, титана и алюминия.
2. Для улучшения адгезии перед нанесением гальванических и других видов защитных покрытий.
3. Для подготовки стальной поверхности к горячему цинкованию.
4. Чтобы провести макроанализ для выявления образования межкристаллитной коррозии у нержавеющих сталей.
5. С помощью этой технологии обрабатываются мелкие металлические детали, такие как шестерёнки наручных часов.
6. Обработка меди применяется для изготовления полупроводниковых микросхем и печатных плат в электронике. Этим методом выполняется нанесение токопроводящего рисунка на микросхему.
7. Для быстрой очистки изделий горячего металлопроката, термообработанных деталей, от окислов.
8. В авиастроении с помощью этой технологии уменьшают толщину алюминиевых листов для снижения массы самолёта.
9. При изготовлении металлических надписей и рисунков. Травлением получают рельефные изображения, нарисованные путём удаления слоя металла по определённому трафарету.

Виды травления

Основные разновидности применяемой в промышленности обработки металлов:

• электролитическое – бывает катодное и анодное;
• химическое;
• плазменное.

Электролитическое травление

Электролитическая или гальваническая обработка металла применяется для быстрой очистки деталей, нанесения гравировок и получения пазов. Металлические детали погружают в кислотный или солевой электролит. Деталь становится катодом – отрицательным электродом или анодом – положительным электродом. Поэтому классифицируют два типа электролитического травления – катодное и анодное.

 

1. Катодное травление. Метод применяется для снятия окалины с поверхности изделий из углеродистых сталей после горячей прокатки или проведения закалки в масле. При катодном травлении материалом для анода служит свинец, электролитом является раствор соляной, серной кислоты или соли щелочного металла. В процессе электролиза на катоде активно выделяется газообразный водород, который взаимодействует с железом, и отрывает окалину. Металлическая поверхность при катодном методе активно насыщается водородом, что повышает хрупкость заготовки. Поэтому для тонкостенных изделий катодный способ не применяют.
2. Анодная электрохимическая очистка. Это самый распространённый в машиностроении способ. Процесс заключается в механическом отрывании на аноде оксидной плёнки кислородом и смешивании с электролитом металлических молекул. Электролит представляет собой раствор кислот или солей обрабатываемого металла. В качестве катода применяют свинец, медь и другие металлы. При анодной обработке поверхность изделий становится чистой, с небольшой шероховатостью, а металл растворяется в электролите. При этом способе существует риск уменьшения толщины заготовки и перетравливания.

Химическое травление

Метод химической обработки используют для очистки поверхности детали от оксидной плёнки, окалины и ржавчины для заготовок из следующих материалов:

• чёрных металлов;
• нержавеющих и жаропрочных сталей;
• титана и его сплавов;
• алюминия.

Для травления применяют серную, соляную или азотную кислоту. Заготовку погружают в кислотный или щелочной раствор, расплав соли и выдерживают на протяжении нужного временного интервала. Необходимое время для очистки может составлять от 1 до 120 минут.

Процесс очистки происходит за счёт выделения водорода при взаимодействии кислоты с металлом. Молекулы кислоты проникают через поры и трещины под оксидную плёнку. Там они взаимодействуют с металлической поверхностью, выделяется водород. Выделяющийся газ отрывает оксидную плёнку и очищает деталь.

Одновременно с оксидами в кислоте растворяется обрабатываемый металл. Чтобы предотвратить этот процесс используются ингибиторы коррозии.

Плазменное травление

При ионно-плазменном способе очистка и снятие поверхностного слоя происходит путём бомбардировки детали ионами инертных газов, которые не вступают в химическую реакцию с молекулами обрабатываемого материала. Позволяет делать высокоточные насечки, пазы с точностью до 10 нм. Технология применяется в микроэлектронике.

Плазмохимический метод предусматривает возбуждение плазмы в химически активной среде, что вызывает образование ионов и радикалов. Активные частицы, попадая на металлическую поверхность, вызывают химическую реакцию. При этом образуются лёгкие соединения, которые удаляются из окружающей воздушной среды вакуумными насосами.

 

 

Метод основывается на химических реакциях, возникающих при использовании химически активных газов, таких как кислород, обладающих большой реакционной способностью. Эти газы активно взаимодействуют в плазме газового разряда. В отличие от плазменной обработки в инертных газах при этом способе очистки активный газ вступает в реакцию только с определёнными молекулами.

Недостатком этого метода является боковое расширение пазов.

Травители

Травление углеродистых сталей осуществляется в 8-20% растворе серной или 10-20% соляной кислоты. С обязательным добавлением ингибиторов коррозии (КС, ЧМ, УНИКОЛ) для устранения хрупкости материала и уменьшения возможности перетравливания.

Изделия из нержавеющей или жаропрочной стали обрабатываются с применением раствора, состоящего из: 12% соляной, 12% серной, 1% азотной кислоты. Если требуется, обработку делают в несколько ступеней. Первая – в 20% соляной кислоте разрыхляется окалина. Второй этап – это погружение в 20-40% раствор азотной кислоты для полного удаления поверхностных загрязнений.

Толстый слой окалины, который образуется на нержавеющей стали, при её производстве удаляют 75-85% расплавом едкого натра с 20-25% азотнокислого натрия. После чего в 15-20% азотной кислоте производится полное удаление окислов.

Обработку алюминия и сплавов на его основе используют снятия тугоплавкой оксидной плёнки с поверхности заготовки. Для этого применяются щелочные или кислотные растворы. Обычно используют 10-20 % щёлочь, при температуре 50-80 ºС, процедура травления занимает менее 2 минут. Добавка в щелочь хлористого и фтористого натрия делает этот процесс более равномерным.

Очистка титана и его сплавов, проводимая после термической обработки, выполняется в несколько этапов. На первой стадии в концентрированном едком натре разрыхляют окалину. Затем удаляют окалину в растворе из серной, азотной или фтористоводородной кислоты. Для удаления оставшегося травильного шлама используют соляную или азотную кислоту с добавкой небольшого количества фтористоводородной кислоты.

При обработке меди и ее сплавов используют травители из перекиси водорода, хромовой кислоты и следующих солей:

• хлорида меди;
• хлорида железа;
• персульфата аммония.

Этот информационный материал подробно описывает применяемый на металлургических предприятиях процесс травления. Способ позволяет быстро очищать поверхность металла от окислов, окалины, ржавчины и других загрязнений. Благодаря травлению можно наносить на металл различные рисунки, создавать сложные микросхемы и делать микроскопические каналы нужной формы.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 — 0 голосов

Метод травления — Справочник химика 21

    Одним из преимуществ электрохимического метода травления является увеличение скорости процесса. Кроме того, уменьшается расход кислоты и улучшаются условия работы. Электрохимический способ травления позволяет обрабатывать стали различного состава, в том числе легированные, трудно поддающиеся химическому травлению. К недостаткам электрохимического травления можно отнести необходимость иметь соответствующее оборудование.  [c.167]
    Существуют различные методы травления. При использовании их применительно к СНГ, а также при оценке концентрации Нг5 в зависимости от того, что подвергается пробе (пары, находящиеся над поверхностью жидкости, или паровая фаза полностью испаренной жидкости), могут возникнуть некоторые трудности. [c.88]

    Для регулярного контроля за процессом производства СНГ авторы рекомендуют использовать полностью испаряемую жидкую пробу и испытание по методу травления как наиболее оперативные и наглядные среди всех описанных методов, а затем периодически проверять действительное содержание НгЗ по колориметрическому методу голубой метилен . 

[c.89]

    Основное достоинство метода травления — возможность использовать толстые образцы, что особенно важно для исследования хрупких материалов. Однако травление позволяет выявить только точки выхода дислокаций на поверхность. Определение дислокаций по всей длине можно осуществить декорированием. [c.160]

    Особенности и границы применимости метода. Травление применяется а) для удаления поверхностного слоя, нарушенного абразивной обработкой, или для уменьшения толщины образцов, придания им необходимого рельефа б) для очистки поверхности в) как подготовительный этап для металлографического исследования. При этом в процессе травления увеличивается контраст между неоднородными участками поверхности, что позволяет определить фазовый состав слитка, степень его однородности и выявить макро- и микродефекты. 

[c.100]

    Дислокации образуются в процессе роста кристаллов, при пласти-ческой деформации, при наличии больших температурных градиентов. Выявление дислокационных искажений методом травления основано на том, что растворение начинается особенно легко в местах выхода дислокаций на поверхность. Здесь значительно снижается энергия отрыва атома с поверхности твердого тела. Скорость травления в мес- [c.107]

    При одностороннем анодном вытравливании рисунка печатных плат в нейтральных растворах существует опасность нарушения электрического контакта токоподвода с вытравливаемыми участками в конце процесса травления следствием этого является неполное удаление металла с инертной подложки платы. Это затруднение может быть преодолено при использовании для анодного травления раствора с окислителями, реагирующими с вытравливаемым металлом. В этом случае процесс травления металла будет протекать параллельно за счет как анодного, так и химического процессов. В конечный период процесса вытравливание небольших оставшихся участков металла на плате, потерявших электрический контакт с токоподводом, пройдет путем их взаимодействия с раствором. Подобный смешанный метод травления позволяет интенсифицировать процесс, так как химическое травление, имеющее электрохимическую природу, протекает с катодным контролем, обладая большими резервами по анодной стадии. [c.254]

    Перед проведением эксперимента поверхность образца трубы должна быть полностью очищена от ржавчины до металлического блеска. Для очистки лучще всего использовать метод травления. При этом поверхность трубы предварительно обезжиривают ацетоном, затем проводят травление в 12 %-ном растворе соляной кислоты в течение 8 ч, промывку сильной струей воды до полного удаления следов кислоты (проверяют выборочно прикосновением индикаторной бумаги к поверхности трубы), высущивание при температуре 100 °С в течение 1 ч и очистку поверхности трубы металлической щеткой механическим путем . В некоторых случаях вместо механической очистки поверхности трубы после травления можно использовать метод пассивации при помощи раствора нитрита натрия. После этого на очищенную поверхность трубы наносят праймер и изоляционное покрытие (в соответствии с программой испытаний). [c.40]

    Для нанесения на стекло нестирающихся надписей, цифр, условных обозначений или шкал применяют метод травления фтористоводородной кислотой. Обычно в лабораторной практике применяют фтористоводородную кислоту либо непосредственно в виде ее концентрированных растворов, либо в виде различных составов для травления стекла. Остальные компоненты таких составов служат для предотвращения расплывания надписи и для придания составу требуемой консистенции. [c.19]

    Наиболее эффективным способом травления в случае образования больших, плотных и клейких окалин является использование расплавленных солей (едкого натра или гидрида натрия ЫаН). Химическое воздействие на окалину расплавленной соли сочетается с нарушением сплошности окалины за счет различия коэффициентов линейного расширения окалины и основного металла под действием тепла при погружении изделия в ванну с расплавленным раствором. Этот метод травления находит все более широкое применение и дает наибольший эффект при сведении процессов удаления окалины и термообработки в одну операцию. Однако при этом требуются специальное оборудование и квалифицированные рабочие. Процесс является дорогостоящим и опасным. Кроме того, его нельзя применять в том случае, если воздействие высоких температур неблагоприятно скажется на механических свойствах металла, с которого удаляется окалина. Что касается химической очистки, то электрохимическое воздействие (анодная либо катодная поляризация) или использование ультразвука может улучшить действие травления. [c.60]

    При выборе условий травления металлической поверхности важнейшее значение имеют род применяемой кислоты и концентрация травильного раствора. Сам метод травления весьма прост и заключается в погружении изделия в раствор. [c.125]

    Метод травления, использующийся для обнаружения дефектов кристаллов, основан на большей реакционной способности или растворимости менее совершенного кристаллического вещества или аморфных частей образца. [c.98]

    Одним из методов травления медных печатных плат является стравливание лишних участков меди при помощи хлорида железа (III). При этом оно восстанавливается до хлорида железа (II)  [c.205]

    Используют два основных метода травления серно- и солянокислотный. Первый распространен в нашей стране, второй — за рубежом. [c.102]

    Пока неясно, должны ли двойниковые домены фиксироваться в кристалле при ударном воздействии или могут возвращаться в исходное состояние после снятия давления. Имеющиеся экспериментальные данные свидетельствуют о том, что для получения ус-тойчивы.х механических двойников давление следует прикладывать в течение достаточного времени. После кратковременного давления (удара) двойники на поверхности кварца (как будто бы) не фиксируются. Следует заметить, однако, что обнаружение методом травления мелких поверхностей двойников (а именно такого рода двойники должны формироваться при ударе) может оказаться трудно выполнимой задачей. Они могут полностью растворяться плавиковой кислотой. Дополнительные трудности их обнаружения может создавать образование самой фигуры удара , т. е. локальное разрушение кристалла в интересующем участке поверх-112 [c.112]

    Для обнаружения двухфазности полимерных смесей применяли метод травления [8]. Метод заключается в обработке полимера четы- [c.174]

    Для исследования структуры поверхностного слоя были использованы методы измерения плотности, инфракрасной спектроскопии поглощения и метод травления азотной кислотой. Спектроскопические исследования проводились с целью проверки применимости [c.232]

    Для исследования морфологии вторичной структуры смолы-68 был использован метод травления шлифованных срезов с образцов, использовавшийся в работах [1, 4, 6]. Оп позволяет отделить часть образца, закристаллизовавшегося в ту или иную вторичную структуру, от его аморфной фазы и выявить геометрию элементов вторичной структуры. Для травления использовали трикрезол и разбавленную серную кислоту. Перед травлением образцы полировали вручную вначале на корундовом камне, а затем на тонком сукне до получения зеркальной поверхности без видимых глазом дефектов. На отполированную поверхность среза наносили тонкий слой растворителя, который через определенное время смывали водой вместе с растворенной частью материала. [c.373]

    Очень часто для выявления внутренней структуры применяют методы травления либо химическими реагентами, либо ионной бомбардировкой, активным кислородом и т. п. (подробнее см. гл. 1 ). Существенный недостаток этих методов — неконтролируемое видоизменение тонких поверхностных слоев в результате деструкции, сильного разогрева и т. п., приводящее к тому, что структура поверхностного слоя после обработки не имеет ничего общего со структурой образца. [c.26]

    При исследовании НМС блоков ориентированных полимеров одна из проблем — нахождение методов травления, позволяющих выявлять структурные образования. Использование растворителей приводит к появлению артефактов, ибо полимеры перед растворением обычно набухают на довольно значительные глубины. После удаления растворителя начинаются процессы структурообразования в набухшем слое, так что возникшие образования будут иметь мало общего с первоначально существовавшими. Все это ограничивает применение метода. [c.90]

    В данной работе изучают изменение размеров сферолитов и показателя ударной вязкости поликапроамида в результате отжига. Сферолитную структуру выявляют методом травления, осноййнном на различной растворимости аморфной и кристаллической частей полимера. [c.198]

    Задание. 1. Провести синтез полупроводникового соединения (1п5Ь, В12Тез), легированного примесью. 2. Вырастить монокристалл методом направленной кристаллизации. 3. Определить монокристалличность методом травления. 4, Построить график распределения примеси по длине слитка. [c.86]

    Исследовано влияние магнитного поля на дислокационную структуру молекулярных кристаллов ацетилсалициловой кислоты (аспирина) и п-ацетаминофена (парацетамола), широко применяющихся в фармации в качестве жаропонижающих, противовоспалительных средств. С помощью метода травления обнаружено, что магнитное поле смещает дислокации в кристаллах и, кроме того, влияет на морфологию реакционного фронта при их растворении. Для травления кристаллов аспирина была использована смесь растворителей этиловый спирт — четыреххлористый углерод, ямки травления на грани (001) имели форму параллелофаммов. В случае кристаллов парацетамола при травлении смесью уксусного ангидрида с четыреххлористым углеродом форма ямок травления на фани (010) была ромбической. [c.48]

    В некоторых случаях применяют очистку экранов неподвижным раствором соляной кислоты, т. е. методом травления. Для проведения такой очистки не требуется сооружения схемы циркуляции, ограничива- [c.24]

    Для очистки труб от производственной окалины методом травления в трубной промышленности используются относительно концентрированные (около 20%) растворы минеральных кислот, в том числе соляной. Для химических очисток котлоагрегатов применяют более разбавленные растворы (концентрации 3—5%), что обусловлено меньшей толщиной окалины. Применение для химических очисток соляной кислоты такой концентрации без ингибиторов может вызвать значительные коррозионные потери металла. Поэтому ингибирование солянокислотных промывочных растворов обязательно. Одним из наиболее распространенных ингибиторов является ПБ-5 (продукт конденсации анилина с уротропином с добавками в небольших количествах сульфата меди). В связи с его чувствительностью к солям железа, под действием которых он коагулирует, были разработаны новые ингибиторы— БА-6 и БА-12, катапин. Ингибиторы БА-6 и БА-12 промышленностью пока не выпускаются. Промышленное производство ката-пинов (в виде катапинов марки БПВ, КИ) освоено. Эти ингибиторы представляют собой сиропообразные жидкости коричневого цвета, хорошо растворимые в воде и в раство- [c.49]

    Использование растворов соляной кислоты при эксплуатационных очистках требует сооружеция спе-цнальБой промывочной схемы, что удорожает очистку и вызывает дополнительный простой оборудования. Поэтому за последние годы делаются попытки удаления сложных по составу и значительных по количеству отложений с использованием соляной кислоты без циркуляции раствора по методу, называемому травлением. Этот метод применялся в самом начале развития кислотных промывок и был отвергнут как недостаточно эффективный и вызывающий значительное рас травл ивание металла. Особенна опасным считали дыхательный способ очистки соляной кислотой, X а р а ктер изу ющи йс я н ею дн о кр а тны м спуском раствора из котла и его заполнением. Основными недостатками метода травления являются местный характер воздействия кислоты, на отложения и металл, сложность поддержания температуры на определенном уровне (огневой обогрев чрезвычайно опасен), большая вероятность забивания труб и отстоя шлама в тупиковых зонах, коллекторах и барабане, неэффективность проведения водных отмывок. [c.53]

    Изложенное выше побуждает отнестись с осторожностью к использованию метода травления и особенно для котло1В, имеющих дефекты металла и участки с повышенными напряжениями. Предпочтительнее проведение солянокис-лотных очисток с организацией циркуляции раствора. [c.53]

    Первая стадия проводилась в течение 10 ч при 100—120°С методом травления раствором сульфаминовой кислоты (3,7% ) с добавлением 0,1% фторида натрия и 200— 300 мг/кг гидразина с ингибиторами (0,1% превоцелла и 0,02% каптакса). Затем котел дренировался и отмывался водой с температурой 100°С до осветления. [c.121]

    Для пленочных структур V—Си—N1 на ситалловой подложке применяют травильный раствор на основе кремнефтористоводородной кислоты. Эта кислота действует по иному механизму, преимущественно растворяя приповерхностный слой ситалла под удаляемой пленкой. В раствор вводят 5% HNOз для окисления и растворения отделяемых участков пленки металлов. Толщина пленки при таком методе травления не должна превышать 1 мкм, чтобы травитель мог проникнуть сквозь пленку до подложки. При 40° С травление продолжается 1 мин [72]. [c.121]

    В процессе изучения внутренней морфологии синтетического кварца методами травления и термодекорирования в различных пирамидах роста кристаллов были обнаружены линейные дефекты, во многом сходные с так называемыми голубыми лучами , встречающимися довольно часто в кристаллах горного хрусталя. В дальнейшем были выяснены условия образования подобных дефектов в синтетических кристаллах и поставлены специальные ростовые опыты с целью воспроизведения линейных дефектов в контролируемых условиях. На основании полученных данных задолго до применения рентгенотопографических методов выявления структурных несовершенств синтетического кварца был сделан вывод о дислокационной природе линейных дефектов в синтетических и природных кварцах, подтвержденный в дальнейшем результатами систематических рентгеноскопических определений. [c.163]

    Первый способ травления был описан еще в 1962 г. Монко и сотр. [133, 148], которые применили этот метод, травления при приготовлении капиллярных колонок с покрытой адсорбентом поверхностью, предназначенных для разделения изотопов водорода. Они заполняли капилляр на 80% его длины 17%-ным раствором аммиака, запаивали оба его конца и помещали в печь, нагретую до 170° С. Время прогрева выбиралось в соответствии с предполагаемым назначением капиллярной колонки. Если капиллярная колонка предназначалась для проведения газоадсорбционного хроматографического-разделения, то капилляр прогревали несколько десятков часов, чтобы на нем можно было получить слой адсорбента достаточной толщины. Если же разделение-предполагалось проводить методом газо-жидкостной хроматографии, то прогрев длился всего несколько часов. Капилляры охлаждали, вытесняли из них аммиак, азотом и нагревали до 150° С в постоянном токе азота,, который уносил продукты разложения силиката аммония (аммиак и воду). На внутренней поверхности капилляра оставался слой белого силикагеля. [c.63]

    Методы травления капилляров с применением газообразных реагентов лишены недостатков, присущих мокрым методам травления. Травление внутренней поверхности стеклянного капилляра газообразными реагентами, впервые описанное Тесаржиком и Новотным [206, 159] в 1968 г., получило самое широкое распространение и способствовало тому, что в настоящее время стеклянные капиллярные колонки вытеснили капиллярные колонки из других материалов. При таком способе травления стеклянный капилляр наполняют парами хлорида водорода (рис. 3.4) или парами метил-2-хлор- [c.66]

    Характер соединения закриста-ллизованных элементов структуры в более сложные структурные образования, а также характер и размеры межкристаллитных областей пленки удалось выяснить, используя метод травления поверхности пленок полиэтилентерефталата, изготовленных различными способами. Во всех образцах содержалась определенная доля кристаллического полиэтилентерефталата. Относительное уменьшение доли аморфной части в пленках регистрировали сравнением рентгенограмм пленок до и после травления. Поверхности пленок после травления изучали с помощью электронного микроскопа методом реплик. [c.190]

    Среди многочисленных способов изготовления печатных схем наибольшее раапространение получили 1) метод травления фоль-гированного диэлектрика 2) метод электрохимичеакого нанесения металлов на диэлектрик. [c.92]

    Методом травления изучены особенности вторичной структуры иолн-амида-68 в зависимости от режимов термообработки полимера в блоке. [c.378]

    С целью проверки описанной гипотезы в полиэтиленовую цепочку путем сополимеризации вводили метильные, этильные или пропильные боковые радикалы и изучали морфологию осадков, полученных кристаллизацией из разбавленного раствора, методом электронной микроскопии, а также определяли толщину поверхностного слоя с помощью упоминавшегося ранее метода травления азотной кислотой [79]. Для кристаллов таких разветвленных сополимеров было обнаружено, что при соответствуюнщх условиях кристаллизации узлы разветвлений могут внедряться в кристаллическую фазу. Это приводит к закономерному возрастанию размеров элементарной ячейки кристалла (в особенности вдоль оси а) по мере увеличения содержания разветвлений в цепи, вследствие чего действие азотной кислоты на кристаллическую фазу распространяется на большую глубину, чем в случае полиэтилена. Наблюдается также быстрое достижение предельного значения молекулярной массы кристаллических фрагментов, оставшихся после травления, уже после обработки в течение примерно 10 ч нри 70 °С. [c.242]

---

Для чего используют травление металла

Ряд технологий для управления удалением поверхностного слоя металлической детали при помощи специально подобранных химических реагентов называется травлением металла. Оно позволяет удалять с изделий окалину, ржавчину и окислы под действием кислот, солей и щелочей в растворах. Таким способом проводят дополнительную подготовку изделий из металла к соединению или нанесению покрытия, что улучшает сцепление деталей или наносимого слоя с основой. Чаще всего применяется травление металла химическое, осуществляемое погружением заготовки в ванну с растворенными химическими реактивами.

 

Способы химического травления металла

 

Также существуют его виды, предусматривающие дополнительную активацию травящих веществ с помощью физических факторов. Это травление металла электрохимическое (или гальваническое) под действием электрического поля или ионно-плазменное посредством ионизации частиц реагентов. Если слово «травление» употреблено без указания его вида, то речь идет о химическом травлении в водном электролите. Его еще называют «жидким», в отличие от «сухого» ионно-плазменного.

 

 

При травлении металла кислотой, как правило, серной либо соляной, в ее раствор погружают заготовку. В кислотную реакцию при этом вступают как окислы, существующие на поверхности детали, так и металл основной. От увеличения содержания кислот операции растворения ускоряются одновременно для окислов и основного металла. На скорость процесса травления металла, помимо концентрации кислоты, влияют также его температурный режим, а также химический состав окислов. Наиболее оптимальное сочетание этих факторов позволяет вести травление так, чтобы при максимально скором растворении окислов оно как можно меньше затрагивало основной металл. Помимо этого в художественном травлении, когда необходимо сохранить нетронутой часть поверхности изделия, она покрывается особым защитным слоем.

 

 

Для очистки железа от поверхностных оксидов оптимален раствор 10% соляной кислоты с температурой в 40 єС (для использования кислоты серной – 60 єС). С увеличением этой температуры возрастает и скорость процесса. Получаемые в ходе травления металла соли также способны влиять на скорость процесса. Одни из них, например FеСl2, увеличивают ее, а другие, такие как FeSO4, уменьшают.

Травление металла хлорным железом осложняется получением водорода в ходе реакций железа и кислот. Он взаимодействует с верхним слоем металла, образуя в нем «травильные пузырьки» и делая изделие более хрупким. С целью предотвращения такого эффекта в ванну с травильным раствором добавляются особые добавки, замедляющие реакции. Они, создавая специальную оболочку, защищают металл от негативного воздействия водорода.

Баки из бетона или дерева, покрытые внутри кислотоупорными материалами, служат основным оборудованием для травления металла. Для удобства погружения небольших заготовок в ванны с травильным раствором используют особые лотки с корзинами. Когда необходима очистка не всей поверхности, а только ее части, например, паяного шва, то для нанесения травильных растворов на его поверхность применяют кисточку. Затем деталь аккуратно промывают водой. Травильные пасты необходимы для очищения частей металла, покрытых ржавчиной. Участок, пораженный ржавчиной, в два приема покрывают разными слоями паст с последующим промыванием.

 

 

 

Для обработки поверхности детали из меди или ее сплава применяется травление металла кислотами азотной, соляной либо серной. Алюминиевые детали следует травить щелочными растворами. Никель со сплавами подлежат очистке растворами серной кислоты с добавлением хромового ангидрида. Мельхиоровые детали очищают также раствором серной кислоты, добавляя в него хромпик. При этом их нужно промывать после процедуры травления теплой водой, растворив в ней немного винного камня. В виде потравы железных либо стальных изделий пользуются растворами нашатыря либо железным купоросом, бронзовые и латунные детали требуют травления металла медным купоросом, а цинковые изделия – цинковым купоросом, а также раствором окиси хлористого цинка.

 

Особенности процесса электролитического травления

 

Электролитическое или гальваническое травление металла применяют с целью ускорения очистки деталей способом погружения в ванну с раствором, на что обычно уходит много времени. Этот процесс проходит гораздо быстрее, если металлические детали помещать в электролитическую ванну в виде катодов или анодов. Отсюда и разделение электролитического травления на катодное и анодное.

 

 

Для анодного метода травления металла в качестве электролита используются щелочные растворы солей металлов и кислот. Катодом при этом обычно служат свинец или реже железо как материалы, не растворяющиеся в электролите. Учитывая скорость процесса травления металла электролизом, в очистке изделий этим способом необходимо строго соблюдать определенный режим, чтобы не подвергать металл риску чрезмерного электролитического растворения. Характеристики анодного тока выбирают, исходя из состояния поверхностного слоя изделия, а также необходимой скорости процесса. Травление ведется в комнатной температуре. Продолжительность операции определяют опытным путем.

 

 

Катодный способ травления металла предполагает использование в виде анода свинца либо сплава его с сурьмой. В смеси с растворами кислот соли щелочного металла являются электролитом. В основе данной технологии лежит действие водорода, получаемого на катоде. Он способствует восстановлению металлов из окислов, находящихся на детали, а водород в виде газа отделяет их с поверхности металла. Этот вариант травления не подходит для заготовок из закаленной стали из-за возможного наводораживания поверхностного слоя металлической детали. Уменьшить его при использовании этой технологии травления металла возможно, если ввести соли олова и свинца в ванну с электролитом.

Гальваническое травление экономичнее в сравнении с химическим. Это касается не только затрат времени, но и количества применяемых химических средств. Кроме того химический состав потрав для такого травления не включает едких кислот, поэтому в ходе его не выделяются газы, негативно действующие на здоровье.

 

 

По завершении травления проводят нейтрализацию возможных остатков растворов после очистки на изделиях. Если этого не делать, частицы солей либо кислот могут способствовать началу коррозии металла. В целях удаления этих остатков изделия помещают ненадолго в раствор с кальцинированной содой. После этого детали промывают холодной, а затем горячей водой и высушивают. Хранение обработанных таким образом изделий не вызывает коррозии, но во избежание возможного окисления лучше сразу подвергнуть их пайке.

Химическое травление металла в домашних условиях, травление рисунка

Удаление части поверхностного слоя металлического изделия с помощью химической реакции называют травлением. Эта технология известна человеку уже несколько тысячелетий, наряду с чеканкой и чернением ее применяли для отделки металлических деталей оружия и домашней утвари, украшений и ритуальных предметов. В наши дни травление  металлов применяется в художественных промыслах, для нанесения гальванических покрытий, для создания изображений и надписей на металлических изделиях.

Электрохимическое травление лезвия ножа

Перед проведением травления на те участки поверхности металла, которые не должны быть вытравлены, наносится защитное покрытие, устойчивое к травящему веществу (протраве).

Далее деталь подвергают воздействию кислой среды или погружают в емкость с электролитической жидкостью. Чем дольше деталь подвергается обработке, тем больший слой металла разъедается агрессивной средой. Травление металла может осуществляться в несколько приемов, это так называемое многослойное протравливание.

Травление изображений на металле проводят как в промышленных, так и в домашних условиях.

Исходя из применяемых для разъедания слоя металла материалов, различают такие способы травления металлов, как:

• Химический (жидкий). Применяются кислые растворы. Не требует сложного оборудования и дорогостоящих материалов. В ходе работы образуются вредные для здоровья испарения.
• Электрохимический. Применяется раствор электролита и пропускаемый через него электрический ток. Характеризуется большей скоростью процесса, более точным исполнением деталей рисунка, экономным расходованием рабочей жидкости. Не образует вредных испарений
• Ионно-плазменный (сухой). Поверхностный слой испаряется пучком ионизированной плазмы. Применяется при производстве микроэлектронных компонентов.

Ионно-плазменный метод требует высокоточного и дорогостоящего оборудования и применяется только в условиях промышленного производства. Жидкий метод, электрохимическое травление металла и даже электрохимическая гравировка доступны и в домашних условиях.

С помощью гальванического травления можно самостоятельно сделать печатную плату, практически не уступающую промышленной.

Гальванический способ травления выгодно отличается от жидкого отсутствие необходимости использования кислот, дающих вредные испарения. В зависимости от материала заготовки используются разные электролитические растворы:

• Сталь и железо — нашатырь и железный купорос
• Медь и ее сплавы (бронза, латунь)- медный купорос
• Цинк – цинковый купорос.

Гальванический способ травления рисунка на металле

Для проведения процесса в домашних условиях потребуется:

• Гальваническая ванна из непроводящего материала.
• Блок питания на 5 вольт постоянного тока.
• Металлический катод (из того же металла, что и заготовка.)
• Проволочные подвесы для заготовки и катода. Заготовка не должна касаться стенок или дна ванны.
• Две проводящие штанги, превосходящие по длине ванну.

Одну штангу присоединяют к отрицательному выводу блока питания и вешают на нее катод.

Другую штангу — к положительному выводу и подвешивают на нее изделие, которое будет служить анодом.

При подаче напряжения начинается процесс электролитического переноса металла с изделия на катод. Он будет происходить с участков поверхности, не покрытых защитным лаком.

Художественное травление металла проводят как гальваническим, так и жидким методом.

Художественное многослойное травление металла

Мастера народных промыслов и просто домашние умельцы получают с его помощью высокохудожественные изображения на холодном и огнестрельном оружии, всевозможной кованой и литой утвари. Для мастеров, делающих авторские охотничьи и бытовые ножи, травление стало практически обязательным элементом отделки. Особенно популярны охотничьи сцены, арабские, рунические или абстрактно — геометрические орнаменты. Многие мастера комбинируют травление металла с его воронением, придавая рисунку синеваты, черный или желтоватый оттенок.

Для переноса изображений используют как способ покрытия детали лаком, так и глянцевую бумагу. Применяют также еще один способ – оклеивание детали скотчем. Горячей иглой процарапывают линии рисунка, после чего пинцетом аккуратно удаляют скотч с участков, подлежащих протравливанию. Остатки клеевой массы нужно смыть растворителем.

Перед травлением деталь следует тщательно обезжирить.

Перед началом травления поверхность следует подготовить. Это позволит обеспечить:

• Высокую скорость процесса
• удаление металла ровным слоем.

В ходе обработки поверхности с нее удаляются все механические и химические загрязнения. Для нее применяют теплый мыльный раствор, подойдет и любое моющее средство. После высыхания поверхности ее надо протереть ветошью, пропитанной растворителем или обезжиривателем. Это позволит удалить остатки жидкости и масляные пленки.

Процесс обезжиривания поверхности металла

Химическую обработку хорошо сочетать с механической:

• полировка до зеркального состояния
• шлифовка наждачкой. Применяется при недоступности полировки. Следует проследить, чтобы шкурка все время двигалась в одном направлении и следы от нее были строго параллельны

Механическая обработка значительно улучшит внешний вид изделия после травления.

Для этой операции применяется несколько способов. Все их объединяет общий принцип: защита части поверхности от разъедающего действия протравы, а различает вещество, используемое для нанесения рисунка.

Лак для ногтей

Популярный и доступный способ. Обладает некоторыми недостатками:

• Высокая вязкость лака не дает возможности для прорисовки мелких деталей и тонких линий.
• Требуется твердая рука и навык рисования.
• Весьма сложно исправить ошибочно нанесенные детали.

Использование лака для ногтей

Грунтовка или битумный лак

Используется грунтовка ГФ 021, ХВ 062 или битумный лак. Сначала веществом покрывается все протравливаемое изделие. Далее тонкой ручкой или маркером переносят контуры рисунка. Из тонкой проволоки или прутка из мягких сплавов следует изготовить иглу, заострив конец проволоки.

Травление с применением грунтовки

Те участки изображения, которые должны быть вытравлены, процарапываются до металла. Следует следить за тем, чтобы грунтовка не скалывалась.

Глянцевая бумага

Кроме глянцевой бумаги (ее можно купить в магазинах товаров для творчества, а можно просто вырезать лист из журнала), потребуется лазерный принтер, приложение для работы с изображениями и утюг. Изображение рисунка следует сделать зеркальным и распечатать в натуральную величину. Изображение прикладывают к поверхности и проглаживают несколько раз. После остывания заготовки бумагу смывают теплой водой, а тонер остается на поверхности детали. Тыльную и боковые поверхности, не подлежащие протравке, нужно защитить лаком или пластилином.

Глянцевая бумага для травления

Основное достоинство метода — можно точно переносить мельчайшие детали изображения.

Основной недостаток — работать таким образом можно только с плоскими или цилиндрическими заготовками. Способ весьма популярен при изготовлении печатных плат.

Травление стали

Кроме художественного травления металла, позволяющего получать изысканные изображения на стальных поверхностях, травление стали используют и для удаления окалины и оксидных пленок. При этом следует особо тщательно соблюдать требования технологического процесса во всем, что связано с концентрацией протравочных растворов и времени выдержки детали в протраве или в электролитной ванне. Перетравливание в ходе такой операции крайне нежелательно.

При травлении стали применяют как жидкий, так и электрохимический метод. Протраву готовят на основе сильнодействующих кислот, таких, как соляная или серная. Особое внимание следует уделить тщательному обезжириванию поверхности. Пропущенное масляное или жировое пятно может привести заготовку в негодность. Для защиты частей заготовки, не подлежащих травлению, использую лаки, составляемые на основе канифоли, скипидара, гудрона.

Эти компоненты легко воспламеняемы, поэтому во время работы с лаком следует сбыть особо внимательным и осторожным. По окончании травления непротравленные участки заготовки очищают от защитного лака растворителем.

Большой популярностью среди домашних мастеров — травильщиков пользуется азотная кислота. Ее применяют как единственную основу для протравы, так и в смеси с виннокаменной или соляной. Раствор для травления металла на основе смеси азотной и соляной кислоты обладает очень высокой химической активностью, и обращаться с ним следует крайне осторожно.

Азотная кислота

Для обработки твердых и специальных сортов стали используют смеси азотной и уксусной кислоты. Обработку проводят в два этапа. Сначала готовят специальную предварительную протраву — глифоген, представляющий собой смесь воды, азотной кислоты и этилового спирта. В ней деталь выдерживают в течение нескольких минут. Далее заготовку промывают раствором винного спирта в дистиллированной воде и тщательно высушивают. После этого проводят основное протравливание.

Для травления чугунов применяют растворы серной кислоты средних концентраций.

Исходя их атомного веса и определяемых им физико-химических свойств вещества, для каждого металла и сплава подбирают свою, наилучшим образом воздействующую именно на него, протраву.

Травление медных сплавов

Как чистая медь, так и медные сплавы протравливают с применением серной, соляной, фосфорной, азотной кислоты. Для повышения скорости реакции в растворы добавляют соединения хрома или азота. На первой стадии травления с заготовки удаляют окалину и оксидную пленку, далее переходят собственно к травлению металла. При травлении меди в домашних условиях следует соблюдать осторожность.

Алюминий и сплавы на его основе выделяются среди других металлов тем, что для их травления применяют не кислотные, а щелочные растворы. Для молибдена также применяют щелочные растворы на основе едкого натра и перекиси водорода.

Титан стоит еще большим особняком — на первом этапе предварительного протравливания применяют щелочь, а на основном — уже кислоту. Для титана применяю самые сильные кислоты — плавиковую и концентрированные серную и азотную. Титановые заготовки протравливают с целью снятия поверхностного слоя окислов непосредственно перед тем, как нанести гальваническое покрытие.

Для протравливания таких металлов, как никель или вольфрам, используют водный раствор перекиси водорода и муравьиной кислоты.

Заготовка для печатной платы представляет собой лист текстолита, с одной или с двух сторон покрытый слоем медной фольги. Целью травления печатных плат является создание проводящих дорожек из медной фольги в точном соответствии с чертежом. Дорожки покрывают защитным лаком, остальную часть фольги удаляют травлением.

В домашних условиях применяет несколько способов:

1. Хлорным железом. Реагент приобретают в магазине химических товаров или делают самостоятельно. В соляной кислоте следует растворить железные опилки. Перед использованием раствор следует выдержать до полного растворения железа и тщательно перемешать.
2. Азотной кислотой.
3. Водным раствором серной кислоты, смешанной с таблетированной перекисью водорода.
4. Медным купоросом с добавлением горячей воды и хлорида натрия. Этот вариант самый безопасный, но и самый продолжительный. На протяжении всего процесса температуру протравы следует поддерживать не менее 40^оС, иначе протравливание растянется на многие часы.
5. Электролитическим методом. Следует взять диэлектрическую емкость (хорошо подходят кюветы для проявки фотографий), наполнить ее раствором поваренной соли, поместить туда плату и кусок медной фольги, которая будет служить катодом.

По окончании протравливания жидким методом плату следует тщательно промыть раствором соды, чтобы погасить остатки кислоты.

Процесс травления для других материалов

Кроме металлов, операции травления подвергают и другие материалы. Наиболее часто встречается протравливание стекла с декоративными целями. Травление осуществляют в парах плавиковой кислоты, единственной, способной растворить стекло. На этапах подготовки проводится предварительная кислотная полировка поверхности изделия, потом на нее переводится контур будущего изображения. Защитные покрытия для стекла делают из смеси воска, канифоли и парафинов. После нанесения защитного покрытия заготовку окунают в травильную емкость.

Применение плавиковой кислоты создает на поверхности красивую матовую структуру. Чтобы получить гладкую, прозрачную поверхность, в протравочную смесь добавляют концентрированную серную кислоту. Для получения рельефного, глубокого узора операцию повторяют.

В травлении металлов используются чрезвычайно активные в химическом отношении вещества-сильные кислоты, щелочи и их растворы. При неправильном обращении они могут причинить серьезный вред здоровью и нанести значительный материальный ущерб.

Использование резиновых перчаток

Поэтому при работе с ними нужно соблюдать особые меры предосторожности и строго выполнять правила техники безопасности при проведении работ:

• Работы проводят только при наличии хорошей вентиляции, предпочтительно — вытяжного шкафа.
• Обязательно использование средств индивидуальной защиты: резиновых перчаток и фартука, плотной производственной одежды, респиратора, защитного лицевого щитка.
• Нельзя ставить банки с кислотами и щелочами на высоко расположенные полки и шкафы.
• Во время разведения кислот КИСЛОТУ ЛЬЮТ в ВОДУ, и никогда — воду в кислоту.
• При работе с кислотой иметь под рукой раствор соды, а при работе со щелочью — слабый уксусный раствор для промывания участков кожи, на которые случайно попали капли раствора.
• При работе гальваническим методом перед началом работы тщательно осмотреть все используемое электрооборудование на предмет отсутствия механических повреждений и целостности изоляции.
• Иметь под рукой исправный огнетушитель.

В случае попадания травильного раствора на кожу следует немедленно промыть пораженный участок соответствующим нейтрализующим раствором. Если брызги кислоты или щелочи попали на одежду — ее следует немедленно снять.

Промыть водой пораженный участок

Если травильный раствор попал на слизистые оболочки — следует немедленно обратиться за медицинской помощью. Промедление в таких случаях может стоить здоровья или даже жизни.

Химические способы травления металлов | Полезное своими руками

Травлением называется способ воспроизведения с помощью химических средств рисунков, орнаментов, надписей и т.п. на поверхности металлических предметов.

Травление производится двумя способами: можно покрыть веществом, на которое действует протрава, все линии и поверхности рисунка.

А можно, наоборот, защитить от действия кислот все промежутки, оставляя линии и поверхности рисунка свободными.

Если потом покрыть всю поверхность кислотой, то в первом случае рисунок получится слегка рельефным, во втором — рисунок выйдет углубленным.

Как ни проста, на первый взгляд, операция травления, начинающие часто терпят неудачу, особенно при травлении тонких и сложных рисунков.

Очистка поверхности

Прежде чем наносить предохраняющее покрытие, обрабатываемую поверхность следует тщательно очистить от тонкого налета ржавчины, жира и иной грязи. Приставший к поверхности жир можно удалить промыванием в спирте или бензине, прокаливанием или, наконец, провариванием в растворе соды или едкого натрия.

Очищенный от грязи и жира предмет погружают в 10%-ный раствор серной кислоты и оставляют в ней до тех пор, пока не исчезнет темный налет ржавчины.

После этого обрабатываемую поверхность можно отполировать, если форма предмета позволяет и назначение его не противоречит этой операции. Но подобная предварительная полировка не обязательна.

До вычищенной поверхности нельзя дотрагиваться голыми пальцами, так как на них всегда есть большее или меньшее количество жирового вещества, а на жир протрава не действует.

Когда протравливаемая поверхность вычищена настолько, что имеет свежий металлический блеск, приступают к нанесению предохранительного покрытия.

Защитное покрытие

Хорошее покрытие можно приготовить следующим образом: расплавляют 1 часть асфальта и 2 части мастики, смесь перемешивают и добавляют к ней 2 части белого воска.

По охлаждении этот состав формуют в шарики и конусы, которые завертывают сначала в тряпочку из тонкого плотного полотна, а сверху — в сухую тафту.

Состав наносится на поверхность следующим образом: обрабатываемый предмет подогревают и, слабо надавливая на поверхность, водят по ней равномерно массой, завернутой в тафту; при этом состав тает и просачивается сквозь тряпку, покрывая тонким слоем натираемую поверхность.

Когда это покрытие затвердеет, его покрывают тонким слоем свинцовых белил, мелко растертых и распущенных в растворе гуммиарабика.

Перенос рисунка

Затем при помощи синей бумаги на белую поверхность переводят требуемый рисунок или надпись. Все места, которые требуется вытравить, проскабливают до поверхности металла. Тонкой и острой гравировальной иголкой можно воспроизвести даже тончайшую тушевку рисунка.

Если хотят протравить простую фигуру или надпись, то предохранительное покрытие можно разбавить какой-нибудь жидкостью, например скипидаром, до консистенции густой масляной краски. По такому покрытию можно воспроизвести требуемый рисунок от руки иглой или даже стальным пером.

При нанесении предохранительного покрытия необходимо следить за тем, чтобы металлическая поверхность была совершенно суха, иначе покрытие местами плохо пристанет, а кислота может проникнуть тогда до металла и протравить места, которые должны остаться нетронутыми.

Рецепт протравы

Протравой для медных, латунных, бронзовых и серебряных изделий служит следующая смесь: 3 части насыщенного водного раствора азотнокислой меди и 1 часть насыщенного уксусного раствора нашатыря.

Для железа и стали рекомендуют следующую смесь: 400 частей воды, 2-3 капли азотной кислоты, 15 частей каломея (двухлористой ртути) и 1 часть виннокаменной кислоты.

Травление

Протравливаемый предмет опускают в глиняную глазированную кюветку (ванночку), в которую наливают соответствующий растворитель.

Если обрабатываемая поверхность плоская, то можно установить ее в горизонтальном положении, вылепить по краям бортик из воска толщиной в палец и в полученную таким образом плоскую кюветку налить соответствующую кислоту.

Когда травление считают оконченным, предмет прополаскивают в чистой воде, а предохранительное покрытие удаляют нагреванием или смывают его скипидаром.

Если в углублениях останется некоторое количество протравки, то со временем она разъест металлическую поверхность местами глубже, чем требуется. Во избежание этого промытый предмет кладут на несколько минут в известковую воду, которая нейтрализует остаток кислоты.

Химическое травление металла, методы травления

Исходным металлом для холодной прокатки является прокат, полученный на станах горячей прокатки, называемый подкатом. Обязательной операцией в технологии производства холоднокатаной продукции является подготовка поверхности металла к прокатке. Так как поверхность горячекатаного металла покрыта слоем окалины, возникает необходимость ее удаления для получения высококачественной поверхности металла.
Эффективность удаления окалины зависит от ее физико-химического состава, ее толщины и структуры, а также от условий травления. Оптимальные условия травления создаются тогда, когда окалина

содержит максимальное количество вюстита (закись железа — FeO), а гематит (Fe2O3) отсутствует. Это связанно с тем, что вюстит хорошо растворяется в кислотах, а гематит является нерастворимым соединением. Такие условия образования окалины характерны для низкой температуры конца прокатки. Снижение температуры сматывания полос в рулон не влияет на толщину слоя окалины, но уменьшает опасность появления гематита на кромках и концах полосы.

Существуют кислотный и механический способ удаления окалины. На травильных линиях удаляют окалину совмещая оба способа ее удаления: сначала полоса проходит через окалиноломатель и дрессировочную клеть, где происходит взламывание окалины и ее механическое удаление, а затем производится растворение оставшейся на полосе окалины в растворах кислот (химический способ).
Процесс травления металла основан на взаимодействии окалины с кислотами. При этом окалина претерпевает химические превращения и отделяется от основного металла. Кроме того, удаление окалины происходит также в результате выделения газообразного водорода, скапливающегося под окалиной и отрывающего ее от металла.

Известны 2 метода травления: погружением металла в ванную и подача раствора в виде струй под давлением.

Самыми распространенными кислотами, применяемыми для травления стали, являются серная и соляная кислоты. При использовании серной кислоты имеет место не только растворение окислов окалины, но и чистого железа, что приводит к повышению угара металла и увеличению расхода кислоты. Поэтому сернокислотное травление обычно проводят в присутствии ингибиторов — веществ , замедляющих процесс растворения чистого металла без снижения скорости травления окалины. К недостаткам сернокислого травления также можно отнести: загрязнение травильного раствора шламом, неравномерное стравливание окалины, отсутствие регенерации отработанных травильных растворов и низкий спрос на побочный продукт регенерации — железный купорос.

Травление в соляной кислоте идет в наружных и во внутренних слоях окалины. Соляная кислота достаточно хорошо растворяет не только вюстит, но и высшие окислы железа. При этом, окалина не отваливается с образованием шлама на дне ванны или полосе, а почти полностью переходит в раствор. Считается, что потери металла при солянокислом травлении на ~25% меньше, чем при травлении в серной кислоте вследствие уменьшения растворения чистого железа. При травлении в соляной кислоте повышается интенсивность растворения окалины, более редки перетравы. Травление в соляной кислоте приводит к получению более чистой поверхности, чем при травлении в серной кислоте. Большим преимуществом соляной кислоты является возможность полной регенерации отработанных солянокислых травильных растворов. Травление, как правило, осуществляется в горячем растворе, затем полоса отжимается парами отжимных роликов промывается, сушится, подрезается кромка. Обработанная таким образом полоса передается на станы холодного проката.

Полезные программы для инженера и студента

Рекомендуем ознакомиться со статьями:

1. Расход кислоты на травление
2. Окалина, дефекты травления металла и зачем нужен ингибитор
3. Окалина железа на горячекатаной полосе металла
4. Немного об окалине
5. Дефект металла «Раковины от окалины»

10.5. Химические методы травления

Процесс удаления вещества с поверхности твердого тела химическим, электрохимическим или термическим воздействием, либо ионной бомбардировкой называют травлением. В зависимости от способа воздействия на поверхность твердого тела различают следующие виды травления: химическое, основанное на химическом взаимодействии с жидкими или газообразными реагентами; электрохимическое, основанное на анодном растворении в электролитах под действием электрического тока; термическое, основанное на испарении вещества при высоких температурах; ионное, основанное на удалении вещества под действием ионной бомбардировки.

Кинетика процесса химического травления

Большинство химических процессов, связанных с очисткой поверхности полупроводника, выявлением его структурных или других дефектов, удалением материала, относятся к разряду процессов химического травления. По характеру взаимодействия с веществом химическое травление является реакцией растворения, которое в свою очередь делится на ряд типов.

Молекулярное растворение. Особенностью такого типа растворения является полная идентичность химической формулы вещества в исходном состоянии и в растворе. После удаления растворителя растворенное вещество может быть получено в химически неизменном виде, хотя с ним могут произойти морфологические изменения. Частным случаем молекулярного растворения является образование коллоидных растворов, когда вещество в растворе находится не в виде отдельных молекул, а группируется в крупные полимолекулярные образования, так называемые коллоидные частицы.

Ионное растворение. В этом случае исходное состояние вещества и состояние в растворе не идентичны. В растворе происходит разделение ионного кристалла на катионы и анионы, которые окружены сольватационными оболочками (в растворах, образованных полярными молекулами воды, которые обеспечивают устойчивость таких растворов). Тем не менее после удаления растворителя растворенное вещество может быть выделено в химически неизменном виде, хотя с ним могут произойти морфологические изменения.

Реактивное растворение. Процесс растворения сопровождается химическим взаимодействием между растворенным веществом и растворителем, которое происходит со значительным тепловым эффектом, существенно превышающим тепловой эффект при молекулярном или ионном растворении. Ввиду того что растворитель, как правило, находится в большом избытке по отношению к растворенному веществу, то при отсутствии ограничений по времени исходное вещество может полностью перейти в раствор. При этом в растворе существуют продукты, химически отличные от исходного состояния системы. Удаление остатков растворителя не позволяет получить вещество в исходном виде ни химически, ни морфологически.

В основном кинетику процесса травления можно представить в виде пяти этапов:

1. Перенос молекул или ионов травителя из объема раствора к поверхности полупроводника (рис.10.3). В начальный момент после погружения пластины полупроводника в раствор вблизи ее поверхности за счет интенсивной реакции образуется слой δ, обедненный молекулами травителя, что приводит к возникновению градиента концентрации травителя grad_xNи формированию диффузионного потокаJ_xэтих молекул к поверхности полупроводника. Такой поток существует до установления равновесия, время наступления которого зависит от коэффициентов диффузии компонентов травителя в растворе, его вязкости, температуры и некоторых других факторов. По истечении этого времени концентрации молекул травителя в объеме и у поверхности полупроводника выравниваются:N_s = N₀. На этом первый этап травления завершается.

2. Адсорбциямолекул травителя на поверхности полупроводника. В стадии адсорбции молекулы травителя вступают в контакт с поверхностью полупроводника. Этот контакт может быть либо химической адсорбцией (хемосорбцией), либо физической адсорбцией.

В первом случае между молекулами травителя и поверхностью полупроводника существуют или силы обменного взаимодействия, или кулоновского притяжения, в зависимости от типа поверхности и адсорбированных компонентов; во втором случае молекулы травителя удерживаются на поверхности слабыми силами Ван-дер-Ваальса. Соответственно энергия активации адсорбции при хемосорбции оказывается существенно выше, чем при физической адсорбции.

3. Кинетическая стадия процесса. Это собственно химическое взаимодействие адсорбированных молекул травителя с полупроводником: происходит разрыв химических связей между атомами, расположенными в объеме, и поверхностными атомами полупроводника и удаление последних в раствор.

4. Десорбция продуктов реакции с поверхности полупроводника. В ходе кинетической стадии на поверхности полупроводника накапливаются продукты реакции, которые могут быть химически или физически связаны с поверхностью. Прежде чем перевести их в раствор, необходимо разорвать эти связи, в чем и состоит сущность десорбционной стадии (по природе своей обратной стадии адсорбции).

5. Удаление продуктов реакцииот поверхности полупроводника в объем раствора (рис.10.4). За счет химического взаимодействия полупроводника с травителем вблизи поверхности полупроводника на расстоянии δ накапливаются продукты взаимодействия, концентрация которыхNв объеме раствора существенно меньшеNна границе разделаполупроводник – раствор. Градиент концентрации продуктов травления в раствореgrad_xNявляется причиной возникновения диффузионного потока молекул этих продуктовJ,направленного от поверхности полупроводника в объем раствора. Таким образом, эта стадия является аналогичной (но обратной по знаку) стадии 1, с той лишь разницей, что здесь осуществляется диффузионный перенос не молекул травителя, а молекул (ионов), возникших в результате его взаимодействия с полупроводником.

Рис.10.3. Схема диффузии травителя к поверхности пластины: I — раствор; II — полупроводник

Весь процесс травления состоит из двух диффузионных, двух сорбционных и одной кинетической стадий, каждая из которых может являться звеном, ограничивающим суммарную скорость процесса травления.

Как правило, сорбционные стадии процесса редко ограничивают скорость травления. В большинстве случаев скорость травления ограничивается либо диффузией компонентов травителя или продуктов реакции в растворе, либо непосредственно скоростью поверхностной химической реакции. В зависимости от того, какая стадия процесса, диффузионная или кинетическая, протекает наиболее медленно, и сам характер, и результаты процесса травления оказываются различными.

В случае медленно протекающих диффузионных процессов скорость травления можно определить как

V = А_д (N₀ – N_s), (10.10)

где А_д– некоторый коэффициент пропорциональности, характерный для данного диффузионного процесса;N₀– концентрация молекул травителя в объеме раствора за пределами диффузионного слоя;N_s– концентрация молекул травителя вблизи поверхности полупроводника на границе с раствором.

Травители, характеризующиеся диффузионным контролем скорости травления, называются полирующими, а сам процесс травления –интегральным. Уменьшая скорость протекания диффузионных процессов в травителе, можно существенно усилить его полирующие свойства. Например, полирующие свойства травителя улучшаются при увеличении его вязкости за счет добавки гликолей, глицерина, полиспиртов; уменьшение температуры раствора также приводит к большому выравниванию процесса за счет снижения скоростей диффузии компонентов травителя. Интенсивное перемешивание раствора, наоборот, разрушает диффузионный слой у поверхности полупроводника и, таким образом снимая диффузионное ограничение, ухудшает полирующие свойства травителя.

Рис.10.4. Схема диффузионного отвода продуктов травления от поверхности пластины: I – раствор; II — полупроводник

Если диффузионные процессы протекают настолько быстро, что не могут оказать практического влияния на суммарную скорость травления, то в этом случае контроль процесса травления происходит за счет кинетической стадии, скорость которой

V = А_трN_sexp[-E/(kT)], (10.11)

где А_тр– константа скорости поверхностной реакции;N_s– концентрация молекул травителя вблизи поверхности;E– энергетический барьер реакции;k – постоянная Больцмана;T– температура.

Так как теперь скорость травления наряду с другими факторами определяется энергетическим барьером поверхностной реакции, то она должна быть различной для плоскостей кристалла с разной плотностью упаковки атомов и травление является анизотропным.

Травители с кинетическим контролем называются дифференциальными, а процесс травления –селективным. Характер селективного травления определяется свойствами поверхности и температурой. С ростом температуры селективность травителя выражена меньше.

травление | печать | Britannica

травление , метод изготовления отпечатков с металлической пластины, обычно из меди, на которой рисунок был вырезан кислотой. Медная пластина сначала покрывается кислотостойким веществом, называемым землей для травления, через которое рисунок протягивается острым инструментом. Земля обычно представляет собой смесь пчелиного воска, битума и смолы. Затем на пластину воздействуют азотной кислотой или голландской протравой, которая разъедает те участки пластины, которые не защищены землей, образуя узор из углубленных линий.Эти линии удерживают чернила, и когда пластина прикладывается к влажной бумаге, рисунок переносится на бумагу, создавая законченный отпечаток.

В разновидности травления, известной как акватинта, медная пластина подвергается воздействию кислоты через слой расплавленной гранулированной смолы, оставляя поверхность с равномерными ямками, которая дает широкие области тона, когда зерна удаляются и пластина печатается. Офорт и акватинта часто сочетаются в гравюре путем последовательной обработки его пластины.

Британская викторина

Все в искусстве и дизайне (часть вторая) Quiz

Хотите узнать немного обо всем в искусстве и дизайне? Пройдите этот тест, а затем продолжайте изучать другие части!

Практика изготовления отпечатков с вытравленных металлических пластин выросла из обычая гравирования рисунков на доспехах и была принята граверами как простой способ гравировки, процесс изготовления отпечатков с металлических пластин, надрезанных инструментом, называемым резцом.Первый датированный офорт был сделан в 1513 году швейцарским художником Урсом Графом, который печатал с железных пластин. Плодовитый немецкий график Альбрехт Дюрер написал всего пять офортов. В своей «Пушке» (1518 г.) он попытался имитировать формальное, преднамеренное качество гравюр, обнаружив, что спонтанность и плавность линий офорта еще не ценились в Северной Европе. Однако итальянский художник XVI века Пармиджанино создавал офорты легкими, изящными мазками, которые демонстрируют его полное понимание техники.Во Франции художник-гравер Жак Калло использовал гравюру в качестве вспомогательного средства для гравюры в своей серии «Военные горести» (1633). Он не только надрезал металл при прорисовке земли, но и укрепил линии резцом гравера после того, как пластина подверглась воздействию кислоты.

Первым и, возможно, величайшим мастером чистого офорта был Рембрандт (1606–69). Он отказался от всех связей с гравюрой и создал более 300 офортов с непревзойденной виртуозностью, используя свободу, присущую среде, для передачи света, воздуха и пространства.Венецианские художники 18-го века Джованни Баттиста Тьеполо и Каналетто также использовали гравировку, чтобы запечатлеть атмосферные эффекты, а римский гравер и археолог Джамбаттиста Пиранези использовал гравировку, чтобы служить своей фантазии в своей серии «Карцери» ( c. 1745), представляющей собой группу художников. внутренние виды мрачных воображаемых тюрем. Более ужасающей была серия «Los desastres de la guerra» (1810–14) испанского художника Франсиско де Гойи. В отличие от большинства других его гравюр, «Десастры» Гойи были выполнены в основном офортом с небольшим количеством акватинты.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

В конце 18 — начале 19 веков стало распространено травление мягких грунтов, или vernis mou, . Эта техника включает рисование карандашом на листе бумаги, помещенном на медную пластину, покрытую чрезвычайно мягкой липкой землей. Повсюду, где проходит карандаш, земля прилипает к бумаге, оставляя открытыми широкие мягкие линии на металле. Пластина подвергается воздействию кислоты и при печати дает результаты, аналогичные рисунку карандашом или мелом.Это была преимущественно репродуктивная техника, но ее использовали английские художники 18-го века Томас Гейнсборо, Джон Селл Котман и Томас Гиртин для создания оригинальных дизайнов, в основном пейзажей. В конце 19 века Эдгар Дега, Камиль Писсарро и Мэри Кассат использовали умирающую тогда технику для художественных целей, и их работа способствовала возрождению в 20 веке.

Офорт по-прежнему использовался большинством художников на протяжении 19 века, а в 20 веке эту технику с новым энтузиазмом переняли несколько выдающихся художников.Главный из них — Пабло Пикассо, который первым сделал офорт средством для своих кубистских идей и впоследствии использовал чистоту линий техники в свой «классический» период. Анри Матисс, Марк Шагал, Жорж Руо, Жоан Миро, Стэнли Хейтер и Дэвид Хокни также проделали очень важную работу в этой среде.

Офорт: метод печати

Варианты процесса травления

Aquatint : аналогично меццо-тинту, акватинта — это больше тональный процесс, чем метод травления линий.Это был адаптированная техника травления для создания более прозрачных эффектов, подобных тем например акварель. Где традиционная техника травления опирается на игла для рисования, чтобы линии печатались черным (или любым другим цветом чернила), акватинта основана на порошковой кислотостойкой смоле в земля. После нагревания частицы смолы сплавляются с металлическая пластина, на которую затем наносится краска. Результат (который можно контролировать или варьируется повторениями) представляет собой более тонкое сочетание тональных эффектов.Вариации техники можно получить, нажав немного наждачной бумаги. на заземленной тарелке, или смешивая сахар с землей, или атакуя тарелка с серой (для достижения серного оттенка). Английский рококо художник Пол Сэндби (1730–1809) был первым наиболее «творческим» художник использовал этот процесс, а испанский художник Гойя (1746-1828) использовал метод акватинты почти для всех его травлений. Художник и гравер Джон Пайпер (1903-92) возродил технику в 1930-х годах и Пикассо (1881-1973) использовал сахарный процесс для своих иллюстраций к Бюффону (1936-42), см. ниже.В настоящее время грунт акватинты также можно наносить в виде мелкого тумана, с помощью спрей-краски.

Травление мягкого грунта (вернис-моу): это включает в себя выполнение карандашного рисунка на листе бумаги, помещенном на медная пластина, покрытая мягкой липкой землей. Последний придерживается бумага везде, где проходит карандаш, оставляя медный металл незащищенным в широких мягких линиях. Считается, что Джованни Бенедетто Кастильоне (1609-64), возможно, изобрели этот процесс.Этот метод был принят, в частности, английских пейзажистов Томаса Гейнсборо (1727-88), Джон Продам Котмана (1782-1842) и акварелиста Томаса Гиртин (1775-1802).

Фототравление или клише-верр производится рисованием стилусом на заземленной стеклянной пластине. Плита затем обрабатывается как фотонегатив и печатается на фотобумаге. Гравюр и пейзажист Жан-Батист-Камиль Коро (1796-1875) после 1853 г. сделал более 60 офортов, но техника никогда не становился особенно популярным — хотя он позволяет безгранично печатает.

Была изобретена другая, меньшая форма травления. от английского художника-романтика Уильяма Блейк (1757-1827). Названный рельефное травление , этот метод выставлен фоновые области к кислоте, в то время как приподнятые области были покрыты с землей.

Пикассо и Акватинта

Пикассо создал 31 анималистический принт в период с 1936 по 1942 год, иллюстрации которые должны были быть использованы в книге по естественной истории Buffon .Амбруаз Воллар, агент Пикассо, организовал комиссию, но умер в 1939 г. книга вышла. Пикассо, возможно, был вовлечен в процесс о добавлении сахара в землю в акватинте издателем Роджером Лакурьером, один из ведущих художников-граверов 20 века. Это был этот процесс что Пикассо использовал для Буффона. Он также добавил в процесс стальную облицовку, более современная техника, при которой мягкая медная пластина покрывается тонким слоем слой стали через гальваническое покрытие, которое упрочняет его поверхность.Сюда, качество печати не страдает при массовом производстве — проблема с этим (например) Рембрандту пришлось бы столкнуться в свое время.

При создании иллюстрации Buffon серии, Пикассо начал с рисования прямо на медной пластине черные водянистые чернила, загущенные добавлением растворенного гуммиарабика и сахар. Затем высохший рисунок покрывали грунтом и / или лаком и погрузить в теплую воду. Затем пластину слегка протирают так, чтобы рисунок площадь выставлена.Затем Пикассо нанёс грунт акватинты на открытые участки. область для создания различных тонов и текстур. Результаты неточные, но, безусловно, внесите разнообразие. Затем наносятся кислотоупорные частицы. к тарелке и нагревается. Конечный результат — очень разнообразный тональный диапазон. печати.

Примечание: для других видов репродукции. процессы, см .: Ксилография (древнейшая гравюра техника), литография (планографическая техника), Шелкография (популяризируется Энди Уорхол) и Giclee Prints (струйный принтер).

Процесс травления

Процесс травления

ПРОЦЕСС ТРАВЛЕНИЯ

Художник рисует иглой на медной, цинковой или стальной пластине, покрытой кислотостойким воском. Когда пластина погружается в кислоту, обнаженный металл, видимый линиями рисунка, подвергается эрозии. Глубина «травления» контролируется количеством времени, в течение которого кислоте дают «укусить» металл. Чем дольше в кислоте, тем глубже линия и тем темнее она будет напечатана.

Чтобы получить отпечаток, вязкие жирные чернила вводятся в протравленные канавки, затем поверхность протирается муслином, оставляя только протравленные участки с чернилами.Фактическое впечатление создается прессом для медных пластин, который похож на старый каток для мытья посуды с большой доской или «станиной» между роликами. Тарелку кладут на кровать, накрывают влажной бумагой и накрывают тремя или четырьмя фетровыми одеялами.

Затем они пропускаются через пресс под высоким давлением, податливая бумага вдавливается в прорези и выступы на пластине и, таким образом, захватывает чернила. Когда бумага наконец отклеивается, появляется точное зеркальное отображение вытравленного рисунка.Затем эта процедура нанесения краски повторяется для каждого отпечатка.

---

ОГРАНИЧЕННАЯ СЕРИЯ

По окончании травления делается ограниченное количество отпечатков. Затем с помощью карандаша художник подписывает каждый отпечаток заголовком, подписью и дробью, указывающей его положение в издании. Например, 25/100 — это двадцать пятая копия из ста тиража. Художнику также разрешено делать дополнительные 10% для личного использования. Следовательно, при тираже в сто делается сто десять оттисков.Дополнительные десять помечаются A / P (доказательство художников) вместо дроби. Коллекционеры ценят их выше пронумерованных гравюр из-за того, что они связаны с художником.

Наконец, пластина отменяется путем зачеркивания линии на изображении. Отпечаток, сделанный с поцарапанной пластины, называется «снимком отмены». Это гарантирует, что дальнейшие отпечатки будут невозможны, а пронумерованному слепку можно будет доверять.

---

ПЕЧАТЬ ОРИГИНАЛА

«Оригинальные» оттиски — это изображения, выполненные художником от начала до конца непосредственно на плите, камне, дереве или другой матрице или на них.Каждый принт — произведение искусства, выпущенное ограниченным тиражом и подписанное художником. Фотомеханические репродукции картин и рисунков часто называют «репродукциями изобразительного искусства», но этот термин вводит в заблуждение, поскольку они не являются произведениями искусства, даже если на них есть подпись художника.

---

Офорт с красками

Электронная почта [email protected]

---

Самые старые печатные носители и способы создания гравюр

«Caridad de una muger» (Благотворительная организация женщин, 1810–1820 гг.), Франсиско Гойя.Тканая бумага, офорт, лави, резец, полировщик.

Офорты оказали огромное влияние на историю искусства, особенно на развитие гравюры.

Искусство гравюры — один из старейших средств гравюры, зародившийся в 90–109-м веке и возникший из методов, разработанных мастерами-оружейниками для украшения своих изделий.

Новаторские образцы офорта можно увидеть в работах таких мастеров, как Рембрандт ван Рейн, Альбрехт Дюрер и Франсиско Гойя.Однако, даже если вы знакомы с термином «травление», вы можете не знать точно, что включает в себя этот процесс.

Имея это в виду, мы составили для начинающих введение в офорт, показывающее, как создаются художественные офорты. Наш путеводитель по гравюрам проиллюстрирован некоторыми наглядными пособиями, которые мы записали во время посещения замечательного дома-музея Рембрандта в Амстердаме несколько лет назад.

Рембрандт полностью произвел революцию в художественной форме офорта, и в музее вы можете увидеть офорты, созданные так же, как Рембрандт более 400 лет назад.

«Автопортрет в плоской кепке и расшитом платье» (ок. 1638 г.), Рембрандт ван Рейн. Офорт на мелованной бумаге с небольшими полями.

ВВЕДЕНИЕ В ТРАВЛЕНИЕ

Во времена Рембрандта было три основных метода, которые обычно использовали 17 художников ^–-го века для создания гравюр: гравировка на меди, сухая игла и травление.

Каждый из них включал создание изображения на металлической пластине, нанесение краски на пластину и пропускание пластины и бумаги через печатный станок.

Гравировка на меди — старейшая техника, которая была очень популярна в эпоху Возрождения. Как следует из названия, он включает в себя вырезание изображения непосредственно на медной пластине. Это могло быть довольно сложно и требовало определенного навыка обработки металла.

Drypoint похож — художник использовал иглу, называемую резцом, чтобы царапать линии на металлической пластине. Линии были поверхностными, но на линиях могли образоваться заусенцы, то есть неровные края, которые могли удерживать чернила. (Заусенец быстро стирается.)

Etching, с другой стороны, представил новое новшество, которое сделало этот материал более привлекательным для художников, особенно для тех, кто не имеет опыта работы с металлом.

КАК ДЕЛАЮТСЯ ТРАВЛЕНИЯ

Вот основы процесса травления:

1). Как и в случае с гравировкой и сухим острием, травление начинается с металлической пластины, чаще всего из меди.

2). Кислотостойкий воск, называемый землей, наносится на всю поверхность плиты.

3). Художник царапает изображение на земле резцом (иглой), обнажая металл под ним.

4). После завершения изображения пластину погружают в кислоту

.

5). Кислота разъедает оголенный металл, создавая углубленные линии на пластине.

6). Пластина снимается и очищается.

7.) Табличка накрашена. Чернила заполняют линии на пластине, созданные кислотой.

8). Излишки чернил удаляются, поэтому чернила остаются только в углубленных линиях.

9). Смоченную бумагу кладут на пластину и пропускают через печатный станок.

10). Печатная машина сжимает бумагу и пластину вместе, оставляя отпечатанное на бумаге изображение.

11). Дополнительные впечатления можно получить, повторно покрасив, очистив и снова пропустив пластину через печатный станок.

Это был сложный и трудоемкий процесс, но он позволил художникам создавать и массово производить отпечатки потрясающей четкости и качества.

Взгляните на офорты из «Маленьких страстей» Дюрера, «Собрание тысячелетия» Рембрандта или «Капричос» Гойи, и вы поразитесь тому уровню визуальной и психологической глубины, который мог произвести этот многовековой вид искусства.

«Св. Иероним на коленях в молитве, глядя вниз »(1635), Рембрандт ван Рейн.Офорт на тонкой разложенной бумаге с узкими полями.

«Гарсон и Дормёз а ля Шанделль» (1934), Пабло Пикассо. Из сюиты Воллар, Офорт на бумаге Монваль.

Если вы хотите узнать больше или хотите добавить мастер-офорт в свою коллекцию произведений искусства, свяжитесь с консультантами нашей галереи по телефону (800) 521-9654 доб. 4 или по адресу [email protected]. Вы также можете зарегистрироваться на наш еженедельный онлайн-аукцион произведений искусства!

СТАТЬИ ПО ТЕМЕ:

Пошаговый процесс химического травления | Объяснение химического травления

В этом посте мы шаг за шагом рассмотрим химическое травление.Чтобы получить подробное руководство по процессу, загрузите нашу бесплатную техническую документацию по химическому травлению.
→ Получить бесплатно whitepaper

1. Выбор материала

Химическим травлением можно подвергнуть практически любой металл толщиной от 0,010 мм до 1,5 мм и размером листа до 600 мм x 1500 мм.

Типичные металлы включают:

2. Предварительная очистка

После того, как металл выбран, его химически очищают и обезжиривают для удаления мусора, парафина и масел для прокатки, которые могут отрицательно повлиять на следующий этап.

3. Ламинирование

На лист нанесен светочувствительный фоторезист. Хорошая адгезия важна для компонентов с высокой повторяемостью и без дефектов. Любая проблема со склеиванием ламината может привести к тому, что травитель войдет в контакт с защищенными участками металла во время травления, что повредит готовые детали.

4. Печать

Компонентный дизайн переносится на фоторезист путем экспонирования листа ультрафиолетовым (УФ) светом через маску фотоинструмента.

5. Разработка

Неэкспонированный фоторезист удаляется, чтобы обнажить сырье. Закаленный резист защитит деталь во время травления.

6. Офорт

Химический травитель, обычно хлорид железа, распыляется на проявленный лист. Время травления определяется квалифицированными специалистами с учетом таких переменных, как тип металла, марка, толщина и размер, которые влияют на конечный результат.

Есть вопрос? Прочтите наши 10 часто задаваемых вопросов о химическом травлении

7.Зачистка

Оставшийся фоторезист удаляется с листа, обнажая окончательно протравленные компоненты.

8. Визуальный контроль и контроль размеров

Компоненты подвергаются визуальному контролю и контролю размеров с использованием самого современного оборудования для оптического контроля.

9. Чистовая

Травление можно комбинировать с другими процессами, включая:

• Покрытие
• Формовка
• Электрополировка
• Пассивация
• Термическая обработка
• Пайка и диффузионная сварка
• Проволока EDM

Офорт — Энциклопедия Нового Света

Солдат и его жена. Офорт Даниэля Хопфера, который считается первым, кто применил эту технику в гравюре.

Травление — это процесс использования сильной кислоты или протравы для прорезания незащищенных частей металлической поверхности с целью создания глубокого рисунка на металле (первоначальный процесс — в современном производстве другие химические вещества могут использоваться на других типах материалов. ). Как метод глубокой печати, он, наряду с гравировкой, является наиболее важной техникой для оттисков старых мастеров и широко используется сегодня.

Базовый метод

Рембрандт, Мадонна с младенцем и кошкой, 1654 г. Оригинальная медная гравированная пластина вверху, пример гравюры внизу, с перевернутой композицией.

При чистом травлении металлическая пластина (обычно медь, цинк или сталь) покрывается воскообразным грунтом, устойчивым к кислотам (и щелочам). Затем художник царапает землю острой иглой для травления ^[1] там, где он / она хочет, чтобы на готовом изделии появилась линия, обнажая таким образом голый металл. Échoppe, инструмент со скошенным овальным сечением, также используется для линий «набухания». ^[2] Затем пластину погружают в кислотную ванну, технически называемую протравой (по-французски «кусать»), или промывают ее кислотой. ^[3] Кислота «вгрызается» в металл там, где она обнажена, оставляя после себя линии, впитанные в пластину. Затем с пластины счищают оставшуюся землю. Пластина покрывается чернилами, а затем чернила стираются с поверхности, оставляя только чернила на вытравленных линиях.

Затем пластина пропускается через печатную машину высокого давления вместе с листом бумаги (часто увлажненным для смягчения). ^[4] Бумага захватывает чернила с вытравленных линий, создавая отпечаток. Процесс можно повторять много раз; обычно можно напечатать несколько сотен оттисков (копий) до того, как на пластине появятся заметные признаки износа. Работу над тарелкой также можно дополнить, повторив весь процесс; это создает травление, которое существует более чем в одном состоянии.

Офорт часто комбинируют с другими методами глубокой печати, такими как гравировка (например, Рембрандт) или акватинта (например, Гойя).

История

Христос проповедует , известный как Офорт за сотню гульденов , работы Рембрандта, около 1648 года.

Происхождение

Офорт, выполненный ювелирами и другими мастерами по металлу для украшения металлических предметов, таких как ружья, доспехи, чашки и тарелки, был известен в Европе по крайней мере со времен средневековья и, возможно, восходит к античности. Искусное украшение доспехов, во всяком случае в Германии, было искусством, вероятно, импортированным из Италии примерно в конце пятнадцатого века — немного раньше, чем зарождение гравюры как техники гравюры.Считается, что этот процесс применительно к гравюрам был изобретен Даниэлем Хопфером (около 1470-1536 гг.) Из Аугсбурга, Германия. Хопфер был мастером, который украшал доспехи таким образом и применил этот метод к печати с использованием железных пластин (многие из которых существуют до сих пор). Помимо его гравюр, есть два проверенных примера его работы над доспехами: щит 1536 года, ныне находящийся в Королевской Армерии Мадрида, и меч в Немецком национальном музее Нюрнберга. Аугсбургский конный доспех в Немецком историческом музее в Берлине, датируемый 1512-1515 годами, украшен мотивами из офортов и ксилографии Хопфера, но это не свидетельствует о том, что сам Хопфер работал над ним, поскольку его декоративные гравюры в основном создавались в виде узоров. для других мастеров в различных средах.Переход на медные пластины, вероятно, был сделан в Италии, и после этого травление вскоре стало проблемой для гравировки как самого популярного средства печати для художников. Его большим преимуществом было то, что, в отличие от гравировки, которая требует особых навыков в обработке металла, травление относительно легко освоить художнику, имеющему навыки рисования.

Инновации Калло: échoppe, твердый грунт, остановка

Жак Калло (1592–1635) из Нанси в Лотарингии (ныне часть Франции) добился важных технических достижений в технике травления.Он разработал échoppe, тип иглы для травления с косой овальной секцией на конце, которая позволяла офортам создавать линию выпуклости, как это было возможно у граверов.

Садовник с корзиной , офорт Жака Белланжа, около 1612 года.

Он также, кажется, был ответственен за улучшенный, более твердый рецепт грунта для травления, используя лак мастеров лютни, а не формулу на основе воска. Это позволило сделать линии более глубокими, продлевая срок службы пластины при печати, а также значительно снизив риск «неприятного укуса», когда кислота проникает через землю в пластину, где она не предназначена, образуя пятна или пятна на изображении.Раньше риск нечестивого укуса всегда был в глубине души гравера, что не позволяло ему тратить слишком много времени на одну тарелку, которая могла быть испорчена в процессе укуса. Теперь офорты могли выполнять высокодетализированную работу, которая ранее была монополией граверов, и Калло в полной мере использовал новые возможности.

Он также более широко и изощренно использовал множественные «затворы», чем предыдущие граверы. Это техника, позволяющая кислоте слегка укусить всю тарелку, затем останавливать те части работы, которые художник хочет сохранить светлым в тонусе, покрывая их землей, прежде чем снова окунуть тарелку в кислоту.Он достиг беспрецедентной тонкости в эффектах расстояния и света и тени, тщательно контролируя этот процесс. Большинство его отпечатков были относительно небольшими — примерно до шести дюймов или 15 см в самом длинном измерении, но содержали множество деталей.

Один из его последователей, парижанин Авраам Боссе, распространил инновации Калло по всей Европе, выпустив первое опубликованное руководство по гравировке, которое было переведено на итальянский, голландский, немецкий и английский языки.

Семнадцатый век был великой эпохой офорта с участием Рембрандта, Джованни Бенедетто Кастильоне и многих других мастеров.В восемнадцатом веке Пиранези, Тьеполо и Даниэль Ходовецки были лучшими из небольшого числа офортовщиков. В девятнадцатом и начале двадцатого веков возрождение офорта произвело множество менее значительных художников, но не действительно крупных фигур. Офорт по-прежнему широко практикуется.

Варианты: акватинта, мягкий грунт и рельефное травление

• Aquatint использует кислотостойкую смолу для достижения тонального эффекта.
• Для травления мягкого грунта используется специальный более мягкий грунт.Художник кладет лист бумаги (или ткань и т. Д. В современных условиях) на землю и рисует на нем. Принт напоминает рисунок.
• Рельефное травление. Изобретен Уильямом Блейком примерно в 1788 году; с 1880-1950 гг. фото-механический («линейно-блочный») вариант был доминирующей формой коммерческой печати изображений. Процесс похож на травление, но печатается как рельефный отпечаток, поэтому кислоте подвергаются «белые» области фона, а участки для печати «черные» покрываются землей.Точная техника Блейка остается спорной. Он использовал эту технику для совместной печати текстов и изображений.

Современная техника в деталях

Пейзаж под деревьями , офорт Паулы Модерсон-Беккер 1876–1907.

Воскообразный кислотостойкий материал, известный как грунт, наносится на металлическую пластину, чаще всего из меди или цинка, но стальная пластина — это еще одна среда с другими качествами. Существует два распространенных типа грунта: твердый грунт и мягкий грунт.

Твердое заземление можно наносить двумя способами.Твердая твердая земля образует твердый восковой блок. Чтобы нанести твердый грунт из этой разновидности, травимую пластину кладут на горячую плиту (установленную на 70 градусов C), своего рода металлическую столешницу, которая нагревается. Пластина нагревается, и земля наносится вручную, плавясь по мере нанесения. Землю по плите распределяют максимально равномерно с помощью катка. После нанесения травильную пластину снимают с плиты и дают остыть, что затвердевает.

После того, как земля затвердеет, художник «выкуривает» пластину, как правило, тремя конусами из пчелиного воска, прикладывая пламя к пластине, чтобы затемнить землю и облегчить просмотр обнаженных частей пластины.Копчение не только затемняет тарелку, но и добавляет небольшое количество воска. Затем художник острым инструментом царапает землю, обнажая металл.

Второй способ укладки твердого грунта — это жидкий твердый грунт. Он поставляется в банке и наносится кистью на травимую пластину. На воздухе твердый грунт затвердеет. Некоторые граверы используют битум в качестве твердого грунта, хотя часто битум используется для защиты стальных пластин от ржавчины и медных пластин от старения.

Мягкая земля также бывает жидкой, и ей дают высохнуть, но она не высыхает так сильно, как твердая земля, и впечатлительна.После высыхания мягкой земли печатник может наносить такие материалы, как листья, предметы, отпечатки рук и т. Д., Которые проникают в мягкую землю и обнажают пластину под ней.

Землю можно также наносить в виде мелкодисперсного тумана, используя порошкообразную канифоль или краску для распыления. Этот процесс называется акватинтой и позволяет создавать тона, тени и сплошные цветные области.

Затем рисунок рисуется (в обратном направлении) с помощью иглы для травления или échoppe. Острие «эхоппа» можно сделать из обычной травильной иглы из закаленной стали, отшлифуя острие на карборундовом камне под углом 45–60 градусов.»Echoppe» работает по тому же принципу, который делает линию перьевой ручки более привлекательной, чем у biro: небольшое изменение набухания, вызванное естественным движением руки, «нагревает» линию и, хотя и едва заметно в какой-либо отдельной строке, имеет очень привлекательный общий эффект на готовой тарелке. Его можно нарисовать так же, как и обычной иглой.

Затем пластина полностью погружается в кислоту, разъедающую оголенный металл. Хлорид железа можно использовать для травления медных или цинковых пластин, а азотную кислоту можно использовать для травления цинковых или стальных пластин.Типичные решения — две части FeCl ₃ на две части воды и одна часть азотной кислоты на три части воды. Сила кислоты определяет скорость процесса травления.

• Процесс травления известен как кусание (см. Также кусание плевка ниже).
• Воскообразный резист предотвращает попадание кислоты на покрытые части пластины.
• Чем дольше пластина остается в кислоте, тем глубже становятся «укусы».

Во время процесса травления печатник использует птичье перо или аналогичный предмет, чтобы отогнать пузырьки и детрит, образующиеся в процессе растворения, с поверхности пластины, или пластину можно периодически поднимать из кислотной ванны.Если позволить пузырю остаться на пластине, это предотвратит попадание кислоты на пластину в том месте, где пузырь соприкасается с ней. Цинк образует больше пузырей намного быстрее, чем медь и сталь, и некоторые художники используют его для создания интересных круглых пузырьков в своих отпечатках для создания эффекта Млечного Пути.

Детрит представляет собой порошкообразный растворенный металл, который заполняет протравленные канавки и может также блокировать попадание кислоты на открытые поверхности пластины. Другой способ удалить детрит с пластины — положить пластину, которую нужно протравить, лицевой стороной вниз в кислоте на пластилиновые шарики или шарики, хотя недостатком этого метода является воздействие пузырьков и невозможность их быстрого удаления.

Для аквататинга печатник часто использует металлическую тест-полоску шириной от одного до трех сантиметров. Полоска будет погружена в кислоту на определенное количество минут или секунд. Затем металлическая полоса удаляется, а кислота смывается водой. Часть полоски будет покрыта землей, затем полоска снова погрузится в кислоту, и процесс будет повторен. Затем земля будет удалена с полосы, а на полосе нанесена краска и нанесена печать. Это покажет мастеру гравюры различную степень или глубину травления и, следовательно, интенсивность цвета чернил в зависимости от того, как долго пластина остается в кислоте.

Пластину вынимают из кислоты и промывают водой для удаления кислоты. Землю удаляют растворителем, например, скипидаром. Скипидар часто удаляют с пластины с помощью метилированного спирта, поскольку скипидар жирный и может повлиять на нанесение чернил и печать на пластине.

Откусывание — это процесс, при котором печатник наносит кислоту на пластину с помощью кисти в определенных областях пластины. Для этой цели пластину можно акватинтировать или подвергать прямому воздействию кислоты.Этот процесс известен как укусы слюны из-за использования слюны, когда-то использовавшейся в качестве среды для разбавления кислоты, хотя сейчас обычно используются гуммиарабик или вода.

Кусок матового картона, пластиковая «карточка» или кусок ткани часто используется, чтобы протолкнуть чернила по надрезанным линиям. Поверхность протирают куском жесткой ткани, известной как tarlatan , а затем протирают газетной бумагой; некоторые мастера печати предпочитают использовать лезвие руки или ладони у основания большого пальца.После протирания на разрезах остаются чернила. Вы также можете использовать сложенный кусок шелковой органзы для окончательной протирки. Если используются медные или цинковые пластины, поверхность пластины остается очень чистой и, следовательно, белой на отпечатке. Если используется стальная пластина, естественный зуб пластины придает отпечатку серый фон, аналогичный эффектам акватинтинга. В результате стальные пластины не нуждаются в акватинтинге, поскольку постепенное воздействие на пластину путем последовательных погружений в кислоту даст тот же результат.

На пластину кладут влажный лист бумаги и пропускают через пресс.

Нетоксичное травление

Растущее беспокойство по поводу воздействия кислот и растворителей на здоровье привело к разработке менее токсичных методов травления в конце двадцатого века. Первым нововведением было использование воска для пола в качестве твердого основания для покрытия плиты. Другие, такие как граверы Марк Заффрон и Кейт Ховард, разработали системы с использованием акриловых полимеров в качестве грунта и хлорида железа для травления. Полимеры удаляются раствором карбоната натрия (стиральной соды), а не растворителями.При использовании для травления хлорид железа не выделяет агрессивных газов, как кислоты, что устраняет еще одну опасность традиционного травления.

Традиционная акватинта, в которой используется либо порошковая канифоль, либо эмалевый спрей, заменяется нанесением аэрографом твердого грунта из акрилового полимера. Опять же, никаких растворителей не требуется, кроме раствора кальцинированной соды, хотя необходим вентиляционный колпак из-за акриловых частиц из спрея для аэрографа.

Традиционный мягкий грунт, требующий растворителей для удаления с пластины, заменяется краской для рельефной печати на водной основе.Чернила воспринимаются как традиционный мягкий грунт, устойчивы к травлению хлоридом железа, но их можно смыть теплой водой с раствором кальцинированной соды или нашатырным спиртом. Офорт — это вид искусства, которому обучают по-разному.

Фототравление

Пластины из светочувствительного полимера позволяют получать фотореалистичные травления. Фоточувствительное покрытие наносится на пластину либо поставщиком пластин, либо художником. Свет проецируется на пластину в виде негативного изображения для ее экспонирования.Фотополимерные пластины моют в горячей воде или под другими химикатами в соответствии с инструкциями производителей пластин. Области изображения фототравления могут быть закрыты перед травлением, чтобы исключить их из окончательного изображения на пластине, или удалены или осветлены путем соскабливания и полировки после травления пластины. После завершения процесса фототравления пластину можно обрабатывать как обычную пластину глубокой печати, используя сухую иглу, дополнительное травление, гравировку и т. Д. Конечным результатом является металлическая пластина, которая печатается, как и любая другая.

Виды металлических пластин

Медь всегда была традиционным металлом и до сих пор предпочтительнее для травления, так как она равномерно прикусывает, хорошо сохраняет текстуру и не искажает цвет чернил при протирании. Цинк дешевле, чем медь, поэтому предпочтительнее для начинающих, но он не кусается так чисто, как медь, и меняет некоторые цвета чернил. Сталь становится все более популярной в качестве основы для травления. Цены на медь и цинк сделали сталь приемлемой альтернативой. Линия по качеству стали хуже, чем у меди, но лучше, чем у цинка.Сталь имеет натуральный и богатый акватинт. Сталь практически невозможно утилизировать, хотя цена и доступность делают ее еще более рентабельной.

Промышленное использование

Травление также используется при производстве печатных плат и полупроводниковых приборов, на стекле и при подготовке металлических образцов для микроскопических исследований.

Контроль воздействия кислоты

Твердый грунт

Девушка в кафе с видом на улицу , офорт Малого Ури, 1861-1931 гг.

У гравера есть много способов контролировать действие кислоты. Чаще всего поверхность пластины покрыта твердой воскообразной «землей», устойчивой к действию кислоты. Затем гравер царапает землю острым концом, обнажая металлические полосы, на которые воздействует кислота.

Aquatint

Aquatint — это разновидность смолы, в которой частицы смолы равномерно распределяются по пластине, а затем нагреваются для образования сетчатого грунта с однородной, но не идеальной плотностью. После травления любая открытая поверхность приведет к шероховатости (т.е.е. затемненная) поверхность. Области, которые должны быть светлыми на окончательном отпечатке, защищаются лаком между кислотными ваннами. Последовательные этапы лакировки и помещения пластины в кислоту создают участки тона, которые трудно или невозможно добиться, протягивая восковую землю.

Печать

Печать формы осуществляется путем покрытия поверхности чернилами, а затем стирания чернил с поверхности тканью tarlatan или газетной бумагой, оставляя чернила на шероховатых участках и линиях. На пластину кладут влажную бумагу и обе пропускают через печатный станок; давление заставляет бумагу контактировать с чернилами, передавая изображение.К сожалению, давление также слегка ухудшает изображение на пластине, сглаживая шероховатые участки и закрывая линии; медная пластина хороша, самое большее, для нескольких сотен отпечатков сильно протравленного изображения, прежде чем деградация будет сочтена художником слишком большой. В этот момент художник может вручную восстановить пластину, повторно протравив ее, по сути, восстановив грунт и проследив их линии; В качестве альтернативы, пластины можно покрыть гальваническим покрытием перед печатью более твердым металлом, чтобы сохранить поверхность.Цинк также используется, потому что как более мягкий металл, время травления короче; однако эта мягкость также приводит к более быстрому ухудшению качества изображения при печати.

Неисправности

Искусственный укус или «чрезмерный укус» — обычное явление при травлении, это эффект просачивания небольшого количества кислоты через землю, вызывающего незначительные язвы и прожоги на поверхности. Эту случайную шероховатость можно удалить путем сглаживания и полировки поверхности, но художники часто оставляют искусственный прикус или намеренно ухаживают за ним, грубо обращаясь с пластиной, потому что это считается желательным признаком процесса.

См. Также

Банкноты

1. ↑ Abraham Bosse, 1645, Иллюстрация с иглой для травления. (Текст на французском.) Bibliothèque Nationale de France. Проверено 23 января 2009 года.
2. ↑ Авраам Боссе, 1645, Иллюстрация échoppe. (Текст на французском.) Bibliothèque Nationale de France. Проверено 23 января 2009 года.
3. ↑ Авраам Боссе, 1645, Иллюстрация о мытье тарелки кислотой. (Текст на французском.) Bibliothèque Nationale de France. Проверено 23 января 2009 года.
4. ↑ Abraham Bosse, 1642, Les Imprimeurs de taille-douce. (Текст на французском.) Bibliothèque Nationale de France. Проверено 23 января 2009 года.

Список литературы

• Банистер, Мэнли Майлз. 1986. Практическое руководство по травлению и другим техникам глубокой печати. Нью-Йорк: Дувр. ISBN 0486251659
• Гросс, Энтони. 1973. Офорт, гравировка и глубокая печать. Лондон: Издательство Оксфордского университета. ISBN 0192899163
• Хинд, Артур М.1963. История гравюры и травления: с 15 века до 1914 года. Это третье и полностью переработанное издание Краткая история гравировки и травления (1923). Нью-Йорк: Dover Publications. ISBN 0486209547
• Лист, Руфь. 1984. Офорт, гравировка и другие методы глубокой печати. Нью-Йорк: Dover Publications. ISBN 048624721X

Внешние ссылки

Все ссылки получены 15 августа 2017 г.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света писателей и редакторов переписали и завершили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, участников, так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в Энциклопедия Нового Света :

Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

Как работает травление металла — Monroe Engineering

Вы слышали о травлении металла? Хотя он существует уже много веков, он становится все более распространенным процессом в обрабатывающей промышленности. Травление металла позволяет компаниям-производителям создавать постоянные рисунки или другую визуальную графику на поверхности металла. Он более надежен и долговечен, чем другие процессы проектирования. В этом посте вы узнаете больше о травлении металла и о том, как оно работает.

Что такое травление металла?

Термин «травление металла» относится к созданию рисунка или графики на поверхности металла путем удаления части металла. Другими словами, дизайн или графика не печатаются на поверхности. Скорее, он встроен в металл, что обеспечивает превосходный уровень долговечности и долговечности.

Существуют разные формы травления металла. Однако наиболее распространенной формой является кислотная основа. Как следует из названия, травление металлов на основе кислоты использует коррозионные свойства кислоты для создания долговечных рисунков на металлических предметах.Будь то медь, сталь, алюминий и т. Д., Большинство металлов поддерживает травление на основе кислоты. Когда металлический предмет подвергается воздействию кислоты, он подвергается химической реакции, вызывающей эрозию открытых участков.

Основы кислотного травления металлов

При травлении металла на основе кислоты металлический объект сначала покрывается воскообразной землей. Назначение восковой земли — гарантировать, что только соответствующая желаемая область металла подвергнется прямому воздействию кислоты. Поскольку восковая земля устойчива к кислотам, она естественным образом защищает металлический предмет от повреждений.

После нанесения на металлический предмет восковой земли рабочий использует травильную иглу. Игла для травления по существу прорезает небольшие отверстия в восковой земле, чтобы обнажить лежащий под ней металл. Важно отметить, что травление не врезается в сам металл; он только врезается в восковую почву.

После того, как рабочий вытравил рисунок на восковой земле, он или она погружает металлический предмет в кислотный раствор. Затем кислота вступит в прямой контакт с недавно протравленными участками.Это вызывает химическую реакцию в протравленных областях, чтобы сформировать постоянный рисунок или узор. Заключительный этап травления металла кислотой включает очистку металлического объекта.

Хотя это наиболее распространенная форма травления металла, существуют и другие способы гравирования рисунков и графики на металлических объектах. Фототравление, например, представляет собой более современный процесс травления, который включает применение света к светочувствительным пластинам из полимерных материалов.