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蝕刻工藝:蝕刻機化學蝕刻的反應方程式

  以不銹鋼US304的腐蝕加工為主

  蝕刻機里添加化學蝕刻液為:三氯化鐵

  化學式:FeCl3=FeCl3·6H2O

  一.蝕刻液最佳條件

  波美度: 38°—42°

  藥液溫度: 45°—50°

  PH值測量區(qū)間: 1PH-3PH

  氧化劑 FeCl3

  二.新藥水反應過程

  三氯化鐵蝕刻液對不銹鋼的蝕刻是一個“氧化---還原”過程:

  1.氧化反應:2FeCl3+Fe=3FeCl2

  三氯化鐵+不銹鋼+水=氯化亞鐵+板材蝕刻成品+水+不銹鋼雜質(zhì)

  三.藥水藥性減低的原因及還原方式

  隨著化學反應的進行,蝕刻液藥性降低,是因為三氯化鐵氧化成了氯化亞鐵,此時需要將氯化亞鐵還原成三氯化鐵增加藥液酸性。需加入氯酸鈉水溶液(還原劑)﹑鹽酸(抑制劑)

  2.還原反應:2FeCl2+NaClO+2HCL﹦2FeCl3+NaCl+H2O

  氯化亞鐵+氯酸鈉+鹽酸=三氯化鐵+氯化鈉+水(由于亞鐵離子在水中極易水解而產(chǎn)生氫氧化亞鐵:FeCl2+H2O=,Fe(OH)2+HCL所以為了防止氯化亞鐵水解變質(zhì),常在氯化亞鐵溶液中添加一些鹽酸.)

  3.由于鹽酸容易揮發(fā),隨著化學反應的進行,還會發(fā)生以下反應:

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

  氯化亞鐵+氯酸鈉+水=三氯化鐵+氫氧化鐵(沉淀物)+氯化鈉

  (其中氫氧化鐵為沉淀物,所以隨著化學反應時間的加長,藥箱內(nèi)會出現(xiàn)粘稠狀物質(zhì)。除去該粘稠狀沉淀物,需采用物理過濾方式,如:過濾網(wǎng)過濾或凈水裝置)

  定義與理解

  三氯化鐵是一種共價化合物,也是目前蝕刻(腐蝕)行業(yè)針對不銹鋼US304腐蝕性價比最高且最廣泛使用的化學品,三氯化鐵易溶于水并且有強烈的吸水性,能吸收空氣里的水而潮解。FeCl3融水后帶有6個結(jié)晶水FeCl3·6H2O又稱結(jié)合水。結(jié)晶水是結(jié)合在化合物中的水分子,它們并不是液態(tài)水。很多晶體含有結(jié)晶水,但并不是所有的晶體都含有結(jié)晶水。溶質(zhì)從溶液里結(jié)晶析出時,晶體里結(jié)合著一定數(shù)目的水分子,這樣的水分子叫結(jié)晶水。在結(jié)晶物質(zhì)中,以化學鍵力與離子或分子相結(jié)合的、數(shù)量一定的水分子,如受到外界影響。例如,在逐步升溫的條件下,CuSO4·5H2O可以分步失去結(jié)晶水,依次轉(zhuǎn)變?yōu)镃uSO4·3H2O、CuSO4·H2O 、CuSO4。某些水合物在加熱時 ,可能和所含的結(jié)晶水發(fā)生水解反應,轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸锘驂A式鹽。當一種水合物暴露在較干燥的空氣中,它會慢慢地失去結(jié)晶水,由水合物晶體變成粉末狀的無水物,這一過程簡單理解為風化,也就是說在購買固體三氯化鐵的時候已經(jīng)失去了一 部分結(jié)晶水,所以選擇正規(guī)廠家的三氯化鐵尤為重要。有些固體的三氯化鐵在濕度較大的空氣中,會自動吸收水分,轉(zhuǎn)變成水合物,這一過程稱為潮解,潮解過后的三氯化鐵結(jié)晶水已經(jīng)被破壞,原礦物晶格便被破壞,其他原子可重新組合,形成另一種化合物,即形成結(jié)晶水FeCl3·6H2O以外的離子和分子CuSO4·3H2O、CuSO4·H2O 、CuSO4 所以在購買三氯化鐵的時候盡量挑選風化時間最短,生產(chǎn)日期最短的固體三氯化鐵。針對不銹鋼US304腐蝕,三氯化鐵相對于其他化學品來說揮發(fā)速度最低,生產(chǎn)成本最低,環(huán)境污染最小,且因為被污水處理廠廣泛使用流通性較強。長時間的腐蝕過程中不銹鋼,會破壞三氯化鐵本身的礦物晶格,為了延長三氯化鐵使用時間,很多人會添加一些少量的強酸,如氫氟酸,鹽酸,硫酸,硝酸等等或與三氯化鐵本身有反應的氧化品來還原被破壞的結(jié)晶水,從而來提高三氯化鐵對不銹鋼的腐蝕性,其實不論用什么樣的化學品,只要能還原到6水(結(jié)晶水)的最佳狀態(tài)即可,但是除了用以下我廠根據(jù)多年的經(jīng)驗給出US304不銹鋼三氯化鐵腐蝕液最佳值的參數(shù)。

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