Макрораспределение скоростей анодного травления в условиях электрохимического маркирования алюминиевого сплава с использованием самоклеющихся полимерных масок в качестве трафарета

Звонкий В.Г., Редкозубова О.О., Дикусар А.И.

Abstract

УДК 541.138.2 + 621.9.047.7

С использованием макроскопически неоднородного вращающегося дискового электрода из алюминиевого сплава Д1 (Ag – Cu – Mn), частично изолированного толстой самоклеющейся поливинилхлоридной маской, анодно растворяющегося в растворе NaCl (150 г/л), проведено экспериментальное моделирование макрораспределения скоростей травления (в нормальном направлении и в области подтравливания под изоляцию) при обработке постоянным током, импульсным униполярным и биполярным (анодно-катодная обработка) токами. Показано, что достижение условий контроля скорости растворения скоростью ионного транспорта (при высоких плотностях тока i_ср > i_кр) приводит к кардинальному изменению макрораспределения, при котором наблюдается существенная неоднородность макрорастворения, превышающая неоднородность вследствие первичного распределения тока для гладкого дискового электрода, в отличие от условий i_ср < i_кр, при которых толстая маска обеспечивает более однородное (в сравнении с первичным) макрораспределение. А также, что при i_ср < i_кр и использовании импульсной анодно-катодной обработки τ_a = τ_c = 0,1 с, Q_a/Q_c = 10 (τ_a, τ_c, Q_a, Q_c – длительности импульса и величина плотности заряда в анодном и катодном импульсах соответственно) наблюдается максимальная локализация растворения в микрополости анодного травления (EF = 3,8 ± 0,5; EF – фактор травления: отношение глубины травления к подтравливанию) при максимальной скорости обработки (в несколько раз превышающей скорость травления в условиях постоянного тока при той же средней плотности тока и одинаковых величинах пропущенного заряда) и максимальной однородности макрораспределения скорости обработки на значительной (~ 82%) площади обрабатываемой поверхности.

The experimental modelling of macro-distribution of etching rates (in normal direction and in the area of undercutting) has been conducted by using anodic dissolution of macroscopically non-uniform rotating disk electrode from aluminium alloy D1 (Ag – Cu – Mn) partially insulated by thick self-sticky polyvinylchloride mask in NaCl solution (150 g/L) under direct current, pulse unipolar and bipolar (anodic-cathodic machining) current as an example. We demonstrate that under conditions, when ion-transfer rate controls dissolution rate (at high current densities i_avg > i_cr), macro-distribution cardinally changes. In this case we observe significant non-uniformity of macro-dissolution, which exceeds non-uniformity of primary current distribution on a uniform disk electrode. On the contrary, under i_avg < i_cr conditions a thick mask provides more uniform macro-distribution (in comparison with primary distribution). We demonstrate that under conditions of i_avg < i_cr and using pulse anodic-cathodic machining (τ_a = τ_c = 0.1 s, Q_a/Q_c = 10, where τ_a, τ_c, Q_a, Q_c – duration of anodic and cathodic pulses, and charge densities in anodic and cathodic pulses, correspondingly) maximum localization of anodic etching in micro-cavity (EF = 3.8 ± 0.5; EF – etch factor: a ratio of etch depth to undercutting) is observed at maximum machining rate (which is several times higher than etching rate under direct current at the same average current density and the same value of passed charge) and maximum uniformity of macro-distribution of machining rates on considerable area (~ 82%) of machining surface.

Download full-text PDF. 3002 downloads

Menu

Vol. 41 (2005), Issue 6, p. 4-12

Abstract