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蚀刻工艺:蚀刻机化学蚀刻的反应方程式

  以不锈钢US304的腐蚀加工为主

  蚀刻机里添加化学蚀刻液为:三氯化铁

  化学式:FeCl3=FeCl3·6H2O

  一.蚀刻液最佳条件

  波美度: 38°—42°

  药液温度: 45°—50°

  PH值测量区间: 1PH-3PH

  氧化剂 FeCl3

  二.新药水反应过程

  三氯化铁蚀刻液对不锈钢的蚀刻是一个“氧化---还原”过程:

  1.氧化反应:2FeCl3+Fe=3FeCl2

  三氯化铁+不锈钢+水=氯化亚铁+板材蚀刻成品+水+不锈钢杂质

  三.药水药性减低的原因及还原方式

  随着化学反应的进行,蚀刻液药性降低,是因为三氯化铁氧化成了氯化亚铁,此时需要将氯化亚铁还原成三氯化铁增加药液酸性。需加入氯酸钠水溶液(还原剂)﹑盐酸(抑制剂)

  2.还原反应:2FeCl2+NaClO+2HCL﹦2FeCl3+NaCl+H2O

  氯化亚铁+氯酸钠+盐酸=三氯化铁+氯化钠+水(由于亚铁离子在水中极易水解而产生氢氧化亚铁:FeCl2+H2O=,Fe(OH)2+HCL所以为了防止氯化亚铁水解变质,常在氯化亚铁溶液中添加一些盐酸.)

  3.由于盐酸容易挥发,随着化学反应的进行,还会发生以下反应:

  6FeCl2+NaClo+3H2O=4FeCl3+2Fe(OH)3 ↓+NaCl

  氯化亚铁+氯酸钠+水=三氯化铁+氢氧化铁(沉淀物)+氯化钠

  (其中氢氧化铁为沉淀物,所以随着化学反应时间的加长,药箱内会出现粘稠状物质。除去该粘稠状沉淀物,需采用物理过滤方式,如:过滤网过滤或净水装置)

  定义与理解

  三氯化铁是一种共价化合物,也是目前蚀刻(腐蚀)行业针对不锈钢US304腐蚀性价比最高且最广泛使用的化学品,三氯化铁易溶于水并且有强烈的吸水性,能吸收空气里的水而潮解。FeCl3融水后带有6个结晶水FeCl3·6H2O又称结合水。结晶水是结合在化合物中的水分子,它们并不是液态水。很多晶体含有结晶水,但并不是所有的晶体都含有结晶水。溶质从溶液里结晶析出时,晶体里结合着一定数目的水分子,这样的水分子叫结晶水。在结晶物质中,以化学键力与离子或分子相结合的、数量一定的水分子,如受到外界影响。例如,在逐步升温的条件下,CuSO4·5H2O可以分步失去结晶水,依次转变为CuSO4·3H2O、CuSO4·H2O 、CuSO4。某些水合物在加热时 ,可能和所含的结晶水发生水解反应,转变为氧化物或碱式盐。当一种水合物暴露在较干燥的空气中,它会慢慢地失去结晶水,由水合物晶体变成粉末状的无水物,这一过程简单理解为风化,也就是说在购买固体三氯化铁的时候已经失去了一 部分结晶水,所以选择正规厂家的三氯化铁尤为重要。有些固体的三氯化铁在湿度较大的空气中,会自动吸收水分,转变成水合物,这一过程称为潮解,潮解过后的三氯化铁结晶水已经被破坏,原矿物晶格便被破坏,其他原子可重新组合,形成另一种化合物,即形成结晶水FeCl3·6H2O以外的离子和分子CuSO4·3H2O、CuSO4·H2O 、CuSO4 所以在购买三氯化铁的时候尽量挑选风化时间最短,生产日期最短的固体三氯化铁。针对不锈钢US304腐蚀,三氯化铁相对于其他化学品来说挥发速度最低,生产成本最低,环境污染最小,且因为被污水处理厂广泛使用流通性较强。长时间的腐蚀过程中不锈钢,会破坏三氯化铁本身的矿物晶格,为了延长三氯化铁使用时间,很多人会添加一些少量的强酸,如氢氟酸,盐酸,硫酸,硝酸等等或与三氯化铁本身有反应的氧化品来还原被破坏的结晶水,从而来提高三氯化铁对不锈钢的腐蚀性,其实不论用什么样的化学品,只要能还原到6水(结晶水)的最佳状态即可,但是除了用以下我厂根据多年的经验给出US304不锈钢三氯化铁腐蚀液最佳值的参数。

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