報告人：XXX學號：XXX任課老師：XXX

教授第五講腐蝕的工業應用材料腐蝕材料受環境介質的化學、電化學和物理作用破壞的現象。腐蝕腐蝕應用腐蝕破壞陽極溶解利用腐蝕，應用腐蝕，可將腐蝕化為有利。2材料受環境介質的化學、電化學和物理作用而發生變化的現象。腐蝕應用陽極溶解浸蝕（etching）化學加工（chemicalmilling)拋光（polishing）顯示金相組織制備塑性粉體刻蝕印刷電路板化學銑切電解加工化學拋光電解拋光3浸蝕若各組成相的反光能力不同。如：球磨鑄鐵中的石墨等。顯示金相組織4浸蝕否則，須使用適當的浸蝕劑。碳鋼、低合金鋼用4%（體積比）硝酸酒精腐蝕15~20s等等。顯示金相組織如：高合金鋼、不銹鋼用王水酒精腐蝕1~4min。5浸蝕顯示金相組織化學侵蝕實際上是一個電化學反應過程。由于試樣中各相在電解溶液中具有不同的電極電位形成許多微電池。電極電位較底的部分，就是微電池的陽極，溶解的較快。6

a)b)圖1a)晶界處光線的散射b）直射光反映為亮色晶粒浸蝕利用晶間腐蝕，可以結合制備塑性合金的粉末。制備塑性粉體7浸蝕點擊添加標題印刷電路板，是電子工業的重要部件之一。蝕刻印刷電路板電路板應用：8浸蝕點擊添加標題蝕刻印刷電路板鉆孔（Drilling)除膠渣/孔內沉銅（PTH)全板電鍍（Panelplating)圖像轉移（Imagetranster)圖形電鍍（Patternplating)線路蝕刻（Circuitryetching)防焊油絲印（Soldermask)表面處理-金/銀/錫（surfacetreatment)外形輪廓加工（profiling)最后品質控制（F.Q.C)外層制作流程：9浸蝕蝕刻印刷電路板

外層蝕刻的作用：

將露銅的銅面蝕刻掉，被錫覆蓋的銅面被保留。

外層蝕刻的原理：Cu2++4NH3+2Cl-Cu（NH3）4Cl2Cu（NH3）4Cl2+Cu2Cu（NH3）2Cl

2Cu（NH3）2Cl+2NH4Cl+1/2O2

Cu（NH3）4Cl2+H2O蝕刻反應實質就是銅離子的氧化還原反應：Cu2+

+Cu2Cu1+10浸蝕蝕刻印刷電路板蝕刻一般流程：

選擇曝光去膠顯影（第1次圖形轉移）保護蝕去蝕刻（第2次圖形轉移）11化學加工化學銑切化學銑切：是利用酸、堿、鹽等溶液對金屬進行化學腐蝕而改變工件尺寸和形狀的一種加工方法。化銑應用：該方法已廣泛地應用于宇航工業和電子工業中，化學銑切已成為制造宇宙飛船、火箭結構的大型整體壁板和電子計算機的大規模集成電路所無法取代的加工方法。12化學加工化學銑切化銑原理根據金屬腐蝕理論，金屬與腐蝕液體接觸后。在相界面將發生下陽極反應：Me=Men++ne（陽極反應）圖2化學銑切加工原理

1-工件材料2-化學溶液3-化學腐蝕部分4-保護層5-溶液箱6-工作臺13化學加工化學銑切注意事項：（1）在化學銑切加工銑削加工中的金屬的溶解作用不僅沿垂直于工件表面的深度方向進行。而且在防護層下面的側面也進行溶解，且呈圓弧狀。（2）由于工件表面活性不同（晶界上晶格畸變和富集雜質、加工硬化等），工件與腐蝕劑接觸后，發生選擇性局部腐蝕，使粗糙度增加。因此化學銑切時，控制腐蝕劑對工件表面發生均勻腐蝕，才能得到滿意的加工效果。14化學加工化學銑切化銑一般工藝流程：15化學加工化學銑切⑴預處理和涂覆（一）表面預處理把工件表面的油污、氧化膜等清除干凈并在相應的腐蝕液中進行預腐蝕。（二）涂防蝕層防蝕層必須具有良好的耐酸，堿性能以及良好的粘結力。涂后需進行空氣固化或在適當溫度下固化。16化學加工化學銑切⑵刻蝕及其尺寸的確定當銑削深度達到某值時，其尺寸關系可用下式表示：K=2H/(W2-W1)=H/B式中:K-腐蝕系數。腐蝕體系的屬性；H-腐蝕深度/mm；B-側面腐蝕寬度/mm；W1-刻型尺寸/mmW2-最終腐蝕尺寸/mm。圖3刻形尺寸關系示意圖

1—工件材料2—保護層3—刻形樣板4—刻形刀5—應切除的保護層6—蝕除部分17化學加工化學銑切⑶腐蝕加工把刻劃好防蝕層圖形的毛坯，完全浸入到有腐蝕劑的槽中，并一直浸泡到使腐蝕掉的金屬厚度達到要求為止。腐蝕速度，腐蝕深度與腐蝕時間存在下列關系：

V=H/T式中:V--金屬的腐蝕速度（mm/min）; H--工件表面上的腐蝕深度（mm）； T--腐蝕時間或浸泡時間（min）。影響金屬腐蝕速度的主要因素是腐蝕劑的成分、濃度和溫度；工件材料的特征及熱處理狀態。18化學加工化學銑切（4）清洗與清除防蝕層腐蝕加工完成后通常是把零件先放入專門的氧化物清洗槽內，去除在零件表面的上留下的一層氧化物膜和反應沉積污物，接著用水沖洗。防蝕層的清除一般用手工操作。但是對于細長、薄型零件應使用化學膜溶劑，目的是把防蝕層泡脹、軟化和盡可能的降低粘附力，以便采用氣壓或水壓方法把防蝕層清除掉，或者有利于用手工剝離。19化學加工化學銑切常用腐蝕配液：加工材料溶液的組成加工溫度/°C腐蝕速度

/(mm·min)鋁、鋁合金NaOH150～300g/L(Al:5～50g/L）70～900．02～0．05Fecl3120～180g/L500．025銅、銅合金FeCl3300～400g/L500．025(NH4)2S2O3200g/L400．013～0．025CuCl2200g/L550．013～0．015鎳、鎳合金HNO348%+H2SO45.5%+H3PO411%+CH3COOH5．5%45～500．025FeCl334～38g/L500．013～0．025表1加工材料及腐蝕溶液20化學加工化學銑切不銹鋼HNO3300g/L+HCl210g/L+HF200g/L+冰醋酸21g/L50~60HNO33N+HCl2N+HF4N+C2H4O20.38N(Fe:0~60g/L)30～700．03FeCl335～38g/L550．02碳鋼、合金鋼HNO320%+H2SO45%+H3PO45%55～700．018～0．025FeCl335～38g/L500．025HNO310%～35%(體積)500．025鈦、鈦合金HF10%～50%(體積)30～500．013～0．025HF3N+HNO32N+HAC0．5N(Ti：5～31g/L)20～400．00121化學加工化學銑切化學銑切的特點1)可加工任何難切削的金屬材料，不受任何硬度和強度的限制（鋁合金、鉬合金、鈦合金、鎂合金、不銹鋼等）。2)適于大面積加工，可同時加工多件。3)加工過程中不會產生應力、裂紋、毛刺等缺陷，表面粗糙度可達Ra2.5～1.25μm。22化學加工化學銑切4)加工操作技術比較簡單。5)不適宜加工窄而深的槽和型孔等。6)原材料中缺陷和表面不平度、劃痕等不易消除。7)腐蝕液對設備和人體有危害，故需有適當的防護性措施。23化學加工化學銑切化學銑切應用范圍：1）要用于在金屬表面去除一定的厚度（一般小于13毫米）的材料。2）化學銑切也可以用于機械加工之前去除材料表面硬化層。24化學加工化學銑切3）對大面積或不宜進行切削加工過的包庇零件內外表面進行材料去除，尤其適宜于全表面材料去除加工。4）用以薄壁零件（厚度小于1.5毫米）零件加工復雜的型孔。5）用于金屬表面刻蝕圖案、花紋、文字等。25化學加工電解加工基于電解過程中的陽極溶解原理并借助于成型的陰極，將工件按一定形狀和尺寸加工成型的一種工藝方法，稱為電解加工。工件接直流電源的正極，為陽極。按所需形狀制成的工具接直流電源的負極，為陰極。定義：26化學加工電解加工（1）工件陽極和工具陰極（大多為成型工具陰極）間保持很小的間隙（稱作加工間隙），一般在0.1-1mm范圍內。（2）電解液從加工間隙中不斷高速（6-30m/s）流過，以保證帶走陽極溶解產物和電解電流通過電解液時所產生的熱量，并去極化。特點：27化學加工電解加工（3）工件陽極和工具陰極分別和直流電源（一般為10-24V）連接，在上述兩項工藝條件下，則通過兩極加工間隙的電流密度很高，高達10-100A/cm2數量級。(4)工件上與工具陰極凸起部位的對應處比其他部位溶解更快。隨著工具陰極不斷緩慢地向工件進給，工件不斷地按工具端部的型面溶解，電解產物不斷被高速流動的電解液帶走，最終工具的形成狀就“復制”在工件上。28化學加工電解加工電解加工應用：29化學加工電解加工磨削加工：磨削加工電解腐蝕作用與機械磨削作用相結合的一種復合成型工藝，是電解加工的延伸應用。加工范圍廣、效率高。工件表面質量好，砂輪損耗比純粹機械磨削損耗小。30化學加工電解加工磨削加工：金屬表面在電流與電解液的作用下產生電解，生成氧化薄膜，接著被導電砂輪上的磨料刮除。重復這一過程，直至達到表面尺寸及粗糙度要求。31拋光化學拋光化學拋光是靠化學試劑對樣品表面凹凸不平區域的選擇性溶解作用消除磨痕、浸蝕整平的一種方法。化學拋光：32拋光化學拋光化學拋光操作步驟：1：試樣經精磨光后清洗。2：配置化學拋光溶液。3：試樣浸入拋光液中，攪動并適時取出觀察至達到拋光要求后取出。4：清洗、吹干成分或條件范圍成分或條件范圍磷酸-硝酸磷酸-醋酸-硝酸磷酸（85%）硝酸（60%）水溫度/℃時間/min45%~98%（質量）0.5%~50%（質量）2%~35%（質量）88~1100.5~5磷酸（85%）醋酸（99.5%）硝酸（60%）溫度/℃時間/min80%（體積）15%（體積））5%（體積）88~1100.5~5表2美國的鋁合金化學拋光工藝33拋光化學拋光化學拋光設備簡單，可以處理形狀比較復雜的零件。化學拋光優點：化學拋光優點：1、化學拋光的質量不如電解拋光。2、化學拋光所用溶液的調整和再生比較困難，在應用上受到限制。3、化學拋光操作過程中，硝酸散發出大量黃棕色有害氣體，對環境污染非常嚴重。34拋光電解拋光電解拋光，是以被拋工件為陽極，不溶性金屬為陰極，兩極同時浸入到電解槽中，通以直流電離反應而產生有選擇性的陽極溶解，從而達到工件表面除去細微毛刺和光亮度增大的效果。35拋光電解拋光原理該理論主要為：工件上脫離的金屬離子與拋光液中的磷酸形成一層磷酸鹽膜吸附在工件表面，這種黏膜在凸起處較薄，凹處較厚，因凸起處電流密度高而溶解快，隨黏膜流動，凹凸不斷變化，粗糙表面逐漸被整