ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Технология конверсионных покрытий из "Физико-химические основы производства радиоэлектронной аппаратуры" Технология конверсионных покрытий (оксидирование, хроматирование и фосфатирование металлической поверхности) представляет собой технологические процессы, основанные на электрохимическом (на аноде) или химическом воздействии на металлическую подложку в тонком приповерхностном слое с целью образования на металле изоляционного, защитного или декоративною слоя, состоящего из нерастворимых соединений металла основания в виде окислов, хроматов, фосфатов и др. Слои обладают особой прочностью сцепления с металлическим основанием, которое служит для них материнским материалом. Это позволяет получать слои высокой плотности, причем минимальная толщина, при которой получается сплошной слой, на порядок величины меньше, чем при других способах обработки. [c.108] Оксидирование в производстве РЭА применяется при изготовлении конденсаторных структур микроузлов и в качестве специального покрытия конструкционных деталей из алюминиевых сплавов. [c.108] Высокая плотность покрытия, получаемого при оксидировании, имеет особое преимущество в ультратонких слоях конденсаторных структур. Оксидный слой на тантале является одним из лучших диэлектриков для этого случая. Большая диэлектрическая проницаемость (е = 26,8) и электрическая прочность (6,5-10 В/см) TaoOs, позволяют получать удельную емкость до 1000 пФ/мм . [c.108] Алюминий и его сплавы, как и тантал, применяются в конденсаторных структурах и широко используются в качестве конструкционного материала. [c.108] Наиболее эффективным как в промышленном, так и в эксплуатационном отношении является электрохимический способ оксидирования в гальванической ванне с использованием кислорода, выделяющегося на аноде при диссоциации воды. Такой способ назван анодированием. Он позволяет получать оксидные слои от 0,1 до 100 мкм и более. [c.108] Толщина слоя при анодировании прямо пропорциональна количеству электричества, прошедшего через слой. Существует линейная зависимость между толщиной слоя и потенциалом анодирования при данных условиях (температура и режим). Для алюминия, например, толщина слоя окисла при комнатной температуре нарастает из расчета 1,1 нм/В. [c.108] Оксидные слои при анодировании получают аморфными, плотными, стойкими к химическому воздействию и к истиранию. Поскольку рост идет при больших электрических полях, они выдерживают относительно большие пробивные напряжения во время эксплуатации. [c.108] Плотность тока не должна быть высокой, чтобы не вызвать локальных перегревов окисла, способствующих образованию дефектов. Слишком малая плотность тока увеличивает механические напряжения в слое. [c.109] Технологический процесс электролитического анодирования содержит два этапа начальный при постоянной плотности тока и заключительный при постоянном напряжении (см. рис. 34). Оксидный слой растет до предельной толщины практически в первые 20 мин, но требуется еще 40 мин для уплотнения слоя. Конечный ток формовки определяется токами утечки по дефектам. [c.109] Слой имеет развитую пористость (рис. 35). Для закрытия пор применяют гидратирование — кипячение в дистиллированной воде,, приводящее к увеличению количества кристаллизационной воды в молекулах АЬОз-тНаО. [c.109] В результате толстослойного анодирования на поверхности детали образуется слой от серого до черного цвета. Размер детали увеличивается, так как объем слоя больше объема перешедшего в окисел металла. Приращение равно примерно половине толщины полученного слоя. [c.110] Толстые слои применяют, в частности, для лицевых панелей РЭА. Пропитывая их водным раствором черного анилинового красителя с последующим гидратированием, получают нецарапающие-ся износостойкие матово-черные поверхности. Толстые слои, пропитанные маслом, применяют на направляющих полозьях шкафов РЭА для вставляемых блоков [62]. [c.110] Твердость слоя, полученного толстослойным анодированием на чистом алюминии, близка к твердости закаленной стали. [c.110] Жаростойкий (до 500° С) рисунок шкалы получают пропиткой слоя светочувствительными слоями серебра с последующим экспонированием и проявлением. [c.110] При толстослойном анодировании основная задача состоит в том, чтобы продлить процесс анодирования до получения больших заданных толщин оксидного слоя. Электролит должен растворять слабые места в слое для обеспечения контакта с алюминием через микропоры. Химическое растворение основной массы слоя должно быть незначительным. В результате внешний пористый слой постепенно утолщается, причем наружная поверхность слоя гидратирована, а внутри состав слоя близок к безводной А Оз. [c.110] Электролитом при анодировании может служить раствор одной из кислот серной, хромовой, шавелевой. [c.110] Серная кислота имеет ряд преимуществ перед другими при анодировании конструкционных деталей высокие защитные свойства слоя, возможность применения для всех алюминиевых сплавов, меньшая длительность процесса, меньшие расходы на химикаты и электроэнергию, более высокая рассеивающая способность ванн, менее вредные условия работы и простота обслуживания процесса. К недостаткам сернокислотного способа относят невозможность применения его для изделий, имеющих щели и зазоры, из которых трудно удалить кислоту при промывании (например, шасси, углы которых сопрягаются внахлест). [c.110] В хромовой кислоте Н2СГО4 получается слой толщиной около 8 мкм, стойкий к истиранию, эластичный. [c.110] полученный в щавелевой кислоте (Н2С204-Н20) имеет декоративные золотисто-желтые и бронзовые оттенки, хорошие изоляционные свойства и хорошую адсорбцию, т. е. способность впитывать в поры и удерживать на своей поверхности масляные и другие пленки, наносимые для повышения электрической прочности или коррозионной стойкости. [c.110] Процесс ведут при pH 2 с корректировкой щавелевой кислотой, V Ha4 = 70 В, 1 кон=130 В, D = 3 А/дм , время выдержки I ч, температура 45° С. В течение первых 30 мип силу тока поддерживают постоянной, затем по мере дальнейшего роста пленки она падает до 0,5 А/дхМ . Катоды из нержавеющей стали 1Х18Н9Т, площадь их в 4 раза больше площади анода. Уплотнение производят кипячением в дистиллированной воде 1 ч. Пробивное напряжение пленки составляет 0,8 кВ. [c.111] Вернуться к основной статье