磷酸在高纯铝箔腐蚀前处理中的作
来源:互联网 发布时间:2006/6/23 20:59:10

  引言

  国产铝箔与日本产铝箔相比,国产铝箔的突出特点是微量杂质含量高、位错密度高、位错蚀坑大小不均匀,特别是铝箔表面辊轧油膜和氧化膜较厚。还存在铝箔表面有一定的机械损伤、油污及氧化膜厚度不均等差异。图1为日本产光箔及国产光箔表面金相照片。

  由照片可以看出日本光箔表面轧痕较明显,有较多垂直于轧制方向的突起,国产箔面氧化膜分布不均匀同时存在有许多附着物。这些条件势必会影响到初始点蚀位形成的均匀性,就有必要在其化电学腐蚀前,针对国产箔特点,加强腐蚀前处理的功能,控制腐蚀起点的均匀引发。

  针对国产箔特点,需要有效地处理铝箔表面,使之表面形成均匀分布的化学转化膜,从而使铝箔表面发孔起始点分布均匀,保证铝箔发孔密度分布的均匀性。

  1 实验条件及材料

  (1)铝箔:日本产及国产光箔95µm高纯电子铝箔。

  (2)前处理液:10%H3PO4溶液(化学纯磷酸加去离子水配制而成)2mol/LNaOH溶液。

  2 实验步骤

  先将铝箔放入70℃10%H3PO4溶液中浸泡2min,然后放入室温)2mol/LNaOH溶液中浸泡60s。

  3 实验结果

  图2显示出了两种高压箔经以上实验后的表面状态。可以看出经过磷酸处理后的两种箔箔面状态基本一致,孔洞分布均匀。其主要原因是磷酸在箔表面形成了一层化学转化膜,化学转化膜是指通过化学或电化学手段在金属表面获得的一层稳定的化合物膜层。

  4 分析讨论

  化学转化膜形成主要的以下步骤进行。

  (1) 酸的侵蚀使铝箔表面氢离子浓度降低

  AL-3e=→AL³

  2Hˉ+2e→H2

  (2)磷酸根多级离解

  由于金属表面的H+浓度急剧下降,导致磷酸根各级离解平衡向右移动,最终为PO4³ˉ。

  H3PO4³ˉ→H2PO4²ˉ+H+

  H2PO4²ˉ→HPO4²ˉ+H+

  HPO4²→PO4³ˉ+H+

  (3)磷酸盐沉淀结晶成为磷化膜

  当金属表面离解出PO4³ˉ与溶液中(金属界面)的金属离子达到溶液中积常数KSP时,就会形成磷酸盐沉淀。

AL³+PO4³ˉ→ALPO4↓

  磷酸盐沉淀与水分子一起形成磷化晶核,晶核继续长大成为磷化晶粒,无数个晶粒紧密堆集形成磷化膜。而磷酸铝在碱液中的溶解度较小,膜上存在的缺陷或膜较薄处优先被碱液侵蚀成小孔,从而在磷酸铝膜上形成均匀分布的小孔。由于磷酸预处理破坏了箔表面的初始表面结构,形成了状态均一的表面,为下一步的电侵蚀均匀发孔提供了条件。

  可见,磷酸在前处理中主要起到以下几个作用:①去除箔面油污②除去自然氧化膜③形成均一化学转化膜。

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