Травление меди в домашних условиях

Снова о травлении меди и сплавов на её основе

Травление меди. Что тут можно ещё придумать? Казалось бы, уже 100 раз рассказано и обсуждено, да книг понаписано уйма. И действительно — публикаций на Ярмарке Мастеров хватает. А вот добротной статьи, освещающей какие вообще методы бывают, какой лучше, какой дешевле, так и не нашлось. Попробуем это исправить.
Травление меди, как и любого металла, можно осуществить химическим и электрохимическим методом (гальваника). Электрохимическое травление более качественно, но сложнее. Для этого метода необходимо определенное оборудование и реактивы. По-хорошему — это удел гальванических цехов и предприятий.

Химическое травление можно условно разделить на промышленное и бытовое применение. В промышленности обычно применяют составы на основе концентрированных кислот и жутко опасных для здоровья реактивов. Всё бы ничего: и скорость травления высокая и качество высокое. Но есть множество «но». Достать рядовому алхимику концентрированные кислоты довольно сложно, а зачастую не реально. Работать с ними нужно предельно осторожно с применение профессиональных средств защиты в специально оборудованном помещении. Наличие вытяжного шкафа обязательно, но на крайний случай сгодится и нормальный вытяжной зонт. И, естественно, к хранению таких веществ предъявляются строгие требования. К слову сказать, концентрированные кислоты и ряд химических реактивов являются прекурсорами. А это значит, что их оборот подлежит строгому контролю и учету. Поэтому эти методы рассматривать не имеет особого смысла.
Плавно переходим к бытовым методам химического травления. Рассказывать полностью о всей технологии и нюансах слишком долго. Этому будут посвящены последующие статьи. Перейдем к сути вопроса. Есть у нас заготовка в виде листа меди с нанесенной маской/ трафаретом для травления.

Встаёт резонный вопрос: «Чем и как травить?» Пытливый читатель не задумываясь ответит: «Конечно хлорным железом (ХЖ)!». Оно доступно в любом магазине радиотоваров и стоит не дорого. Так то оно так, но вот минусов у хлорного железа множество.
1. Это порошкообразное вещество, причем весьма гигроскопичное. При дозировке мелкая пыль ХЖ оседает повсюду, как ни старайся. А уже через сутки, напитавшись влаги из воздуха, проявляется трудновыводимыми рыжими пятнами на мебели и одежде. По причине гигроскопичности храниться долго ХЖ тоже не будет.
2. Раствор ХЖ — непрозрачная буро-коричневая жидкость. О визуальном контроле процесса травления речи не идет вообще. Каждый раз вынимать заготовку и промывать для контроля — удобства явно не добавляет.
3. В процессе травления медь выпадает в виде осадка на поверхность металла, поэтому требуется постоянное перемешивание раствора.
4. Скорость травления в процессе сильно падает из-за накопления в растворе продуктов реакции.
5. И последний гвоздь в гроб ХЖ — из всех доступных бытовых составов у ХЖ низкая скорость травления. Её конечно можно повысить нагревом до 60С*, но большого прироста скорости и стабильности реакции это не даст.

Чем ещё можно протравить медь/латунь? В тех же магазинах радио товаров можно найти персульфат аммония или натрия.
Плюсы:
1. Прозрачный раствор, визуально можно контролировать процесс травления.
2. Более высокая и стабильная скорость травления чем у ХЖ.
3. Не оставляет грязных трудновыводимых пятен.
Минусы:
1. Малая распространенность/доступность.
2. Более высокая цена.
3. Повышенный расход по сравнению с ХЖ.
4. Вместо пятен оставляет белесые проплешины или дыры в одежде, что самом по себе не очень хорошо.
5. Требуется подогрев состава.

— Ну вот! — Воскликнет читатель. — Что же делать то?!

— Есть, есть ещё пара методов/рецептов в запасе 🙂

Травление меди перекисью водорода и соляной кислотой. Многие справедливо заметят: соляную кислоту не просто достать. Её с легкостью можно заменить электролитом для автомобильных аккумуляторов, который является 20% раствором серной кислоты. А перекись водорода или гидроперит продаётся в любой аптеке. В оригинале рецепт состава следующий: в 770 мл. воды добавить 30 мл. 30% перекиси водорода (1 таблетка гидроперита = 15мл. 3% перекиси) и 200мл. 35% соляной кислоты.
Плюсы:
1. Более высокая скорость травления по сравнению с персульфатом. Стабильность скорости в отличие от ХЖ.
2. Прозрачность раствора.
3. Доступность реактивов и их относительная дешевизна.
4. Скорость можно повысить подогревом.
Минусы:
Один единственный — кислота, не важно — соляная или серная, требуют чрезвычайной осторожности при обращении и обязательно использовать средства защиты рук и глаз.
Внимательный читатель обязательно заметит: «Ну а где обещанный четвертый рецепт?»

И так — десерт в студию! А точнее священный Грааль 🙂

Травление меди перекисью водорода в присутствие лимонной кислоты (выдержка из оригинальной статьи):
«Анализ двух предыдущих методов привёл меня к выводу, что природа используемой совместно с перекисью водорода кислоты имеет малосущественное значение и будет оказывать влияние только на скорость травления меди. Это значит, что можно использовать любую походящую кислоту, которая не окисляется перекисью водорода, например (роюсь в кухонном шкафчике), лимонную, ну или уксусную — но отставим пока уксус из-за неприятного запаха.

Выбор лимонной кислоты вызван тем, что она доступна, имеет достаточную силу и не пахнет. Более того, лимонная кислота образует прочнейший комплекс с медью, что исключает всякое влияние продуктов реакции на её скорость! А для ускорения процесса следует добавить не расходующийся хлорид натрия.»
И так, рецепт состава: на 100мл 3% перекиси добавить 30гр. лимонной кислоты и 5 гр. соли (можно чуть больше).
Сразу оговорюсь: гидроперит при растворении поглощает тепло, разводить лучше в теплой воде 30-40С*, лимонная кислота потом тоже быстрее растворится. Этого раствора должно хватить для травления 100 см2 меди, толщиной 35мкм.
Плюсы:
1. Самая высокая скорость травления и стабильность из рассмотренных выше составов.
2. Чрезвычайно высокая доступность компонентов и их дешевизна.
3. Раствор прозрачный – хороший визуальный контроль.
4. Не оставляет ни пятен, ни проплешин, ни дыр в одежде – биологическая безопасность.
5. Процесс быстро и сразу протекает уже при комнатной температуре, а при подогреве ускоряется в разы.
Минусы:
Только один — выделяется водород обильно. Работать лучше в проветриваемом помещении.
Дабы не быть голословным привожу фото процесса.
Самое начало

Спустя минут 10 без подогрева.

С подогревом до 80 С*

К слову говоря, читая уже имеющиеся публикации на ЯМ, попадался и этот замечательный рецепт и выдержки из статей на разных сайтах по радиотехнике и электронике. Среди комментариев, кто-то просил видео процесса травления — получите, распишитесь 🙂
С подогревом 30С*

С подогревом до 80С*

Вот более-менее внесли ясность в вопросе о художественном травлении меди. Надеюсь, эта статья будет полезна многим мастерам. На очереди публикация о методах нанесения защитной маски-трафарета для травления.

Травление меди в домашних условиях

Во многих областях использования постепенно уступают пластику стальные трубы, как кажется на первый взгляд. Однако позиций своих полностью они не утратили.

Планомерный комплексный подход требуется для успешной борьбы с наркотической зависимостью. Все предыдущие усилия могут быть сведены на нет любой небрежностью.

Для того чтобы безопасно ездить по дороге нужны хорошие шины, причем не модные или крутые, а качественные и надежные. Ведь когда предстоит длительная поездка на большой.

Дорожные и пешеходные ограждения предусмотрены системой безопасности движения на автодорогах. Металлоконструкции с антикоррозионным покрытием — наиболее распространенный.

Для производства специальных инструментов, с помощью которых методом резания обрабатывают композиты и металлы, широко применяются твердые металлокерамические сплавы.

В промышленности и быту трубы используются для подачи разных веществ. Под высоким давлением работа также ведется. Перед поставками сертифицированы должны быть отдельные.

Перед тем, как приступить к ремонту в ванной комнате, вам нужно понимать четко то, что для выполнение этого ремонта вам необходимо будет потратить много времени и.

Во многих регионах на дачных участках неотъемлемой частью стали теплицы. Без дополнительного укрытия полноценные урожаи выращивать не позволяет весьма суровый климат.

Для изготовления забора на рынке сегодня можно подобрать самые разные материалы. Очень популярным является, например, металлический штакетник. Несмотря на относительно.

Давным-давно одной из фирм была создана первая программа рекрутер, которая хорошо трудится на благо многих организаций и по сей день.

Комнатные растения украшают и оживляют любой интерьер, ведь они приносят в него частичку живой природы, от которой мы становимся все дальше.

С годами увеличивается число молодожёнов, которые выбирают Дубай для того, чтобы провести там свадебную церемонию. Подобное решение является вполне оправданным, так как.

С годами плазменная резка становится всё более популярной технологией на предприятиях, действующих в различны отраслях. Она базируется на формировании плазмы с помощью.

Профнастил считается ультрасовременным и сверхнадёжным материалом для отделки крыши и стен. Как правило, оцинкованную сталь в рулонах, задействованную в ходе.

С течением времени меняется мода на мебель для дома, при этом большое внимание уделяется не только внешнему виду, но и ее функциональности.

Люди готовы проводить все свое свободное время за вращением барабанов и поиском выигрышных комбинаций.

Джойказино – это одна из любимых многими игровых площадок, потому что игра в слоты – это весело, безопасно, надежно и к тому же игорный клуб предлагает несколько.

Важно проводить чистку сточных труб каждые несколько месяцев. Накопление волос, грязи, мыла и другого мусора может значительно засорить ваши стоки. Следуйте этим.

Травление металла

Травление – это процесс очистки и обработки металлической заготовки. Химическое, кислотное, щелочное, электрохимическое – есть много способов выполнения этой технологической операции. Где применяют травление металла, зачем его используют в промышленности, какие бывают способы обработки с применением этой технологии, всё эти вопросы подробно разобраны в представленной ниже статье.

Что такое травление

Это технология удаления верхнего слоя с поверхности металлической детали. Технология применяется для очистки заготовок от окалины, ржавчины, окислов и снятия верхнего слоя металла. Используя этот способ, снимают верхний слой для поиска внутренних дефектов и изучения макроструктуры материала.

С помощью травления зачищают деталь и увеличивают адгезию поверхности. Это делают для последующего соединения металлической поверхности с другой заготовкой, перед нанесением краски, эмали, гальванического покрытия и других защитных покрытий.

Метод позволяет не только быстро очистить деталь, но и создать на металлической поверхности нужный рисунок. Этим методом вырезают на металлической поверхности тончайшие каналы и сложные изображения. Можно выполнять очистку габаритных деталей или проката. Глубина обработки регулируется с точностью до несколько микрон, что позволяет изготавливать сложные детали с небольшими пазами и другими сложными элементами.

Применение травления в промышленности

1. Для очистки от оксидной плёнки деталей из углеродистой, низколегированной и высоколегированной стали, титана и алюминия.
2. Для улучшения адгезии перед нанесением гальванических и других видов защитных покрытий.
3. Для подготовки стальной поверхности к горячему цинкованию.
4. Чтобы провести макроанализ для выявления образования межкристаллитной коррозии у нержавеющих сталей.
5. С помощью этой технологии обрабатываются мелкие металлические детали, такие как шестерёнки наручных часов.
6. Обработка меди применяется для изготовления полупроводниковых микросхем и печатных плат в электронике. Этим методом выполняется нанесение токопроводящего рисунка на микросхему.
7. Для быстрой очистки изделий горячего металлопроката, термообработанных деталей, от окислов.
8. В авиастроении с помощью этой технологии уменьшают толщину алюминиевых листов для снижения массы самолёта.
9. При изготовлении металлических надписей и рисунков. Травлением получают рельефные изображения, нарисованные путём удаления слоя металла по определённому трафарету.

Виды травления

Основные разновидности применяемой в промышленности обработки металлов:

• электролитическое – бывает катодное и анодное;
• химическое;
• плазменное.

Электролитическое травление

Электролитическая или гальваническая обработка металла применяется для быстрой очистки деталей, нанесения гравировок и получения пазов. Металлические детали погружают в кислотный или солевой электролит. Деталь становится катодом – отрицательным электродом или анодом – положительным электродом. Поэтому классифицируют два типа электролитического травления – катодное и анодное.

1. Катодное травление. Метод применяется для снятия окалины с поверхности изделий из углеродистых сталей после горячей прокатки или проведения закалки в масле. При катодном травлении материалом для анода служит свинец, электролитом является раствор соляной, серной кислоты или соли щелочного металла. В процессе электролиза на катоде активно выделяется газообразный водород, который взаимодействует с железом, и отрывает окалину. Металлическая поверхность при катодном методе активно насыщается водородом, что повышает хрупкость заготовки. Поэтому для тонкостенных изделий катодный способ не применяют.
2. Анодная электрохимическая очистка. Это самый распространённый в машиностроении способ. Процесс заключается в механическом отрывании на аноде оксидной плёнки кислородом и смешивании с электролитом металлических молекул. Электролит представляет собой раствор кислот или солей обрабатываемого металла. В качестве катода применяют свинец, медь и другие металлы. При анодной обработке поверхность изделий становится чистой, с небольшой шероховатостью, а металл растворяется в электролите. При этом способе существует риск уменьшения толщины заготовки и перетравливания.

Химическое травление

Метод химической обработки используют для очистки поверхности детали от оксидной плёнки, окалины и ржавчины для заготовок из следующих материалов:

• чёрных металлов;
• нержавеющих и жаропрочных сталей;
• титана и его сплавов;
• алюминия.

Для травления применяют серную, соляную или азотную кислоту. Заготовку погружают в кислотный или щелочной раствор, расплав соли и выдерживают на протяжении нужного временного интервала. Необходимое время для очистки может составлять от 1 до 120 минут.

Процесс очистки происходит за счёт выделения водорода при взаимодействии кислоты с металлом. Молекулы кислоты проникают через поры и трещины под оксидную плёнку. Там они взаимодействуют с металлической поверхностью, выделяется водород. Выделяющийся газ отрывает оксидную плёнку и очищает деталь.

Одновременно с оксидами в кислоте растворяется обрабатываемый металл. Чтобы предотвратить этот процесс используются ингибиторы коррозии.

Плазменное травление

При ионно-плазменном способе очистка и снятие поверхностного слоя происходит путём бомбардировки детали ионами инертных газов, которые не вступают в химическую реакцию с молекулами обрабатываемого материала. Позволяет делать высокоточные насечки, пазы с точностью до 10 нм. Технология применяется в микроэлектронике.

Плазмохимический метод предусматривает возбуждение плазмы в химически активной среде, что вызывает образование ионов и радикалов. Активные частицы, попадая на металлическую поверхность, вызывают химическую реакцию. При этом образуются лёгкие соединения, которые удаляются из окружающей воздушной среды вакуумными насосами.

Метод основывается на химических реакциях, возникающих при использовании химически активных газов, таких как кислород, обладающих большой реакционной способностью. Эти газы активно взаимодействуют в плазме газового разряда. В отличие от плазменной обработки в инертных газах при этом способе очистки активный газ вступает в реакцию только с определёнными молекулами.

Недостатком этого метода является боковое расширение пазов.

Травители

Травление углеродистых сталей осуществляется в 8-20% растворе серной или 10-20% соляной кислоты. С обязательным добавлением ингибиторов коррозии (КС, ЧМ, УНИКОЛ) для устранения хрупкости материала и уменьшения возможности перетравливания.

Изделия из нержавеющей или жаропрочной стали обрабатываются с применением раствора, состоящего из: 12% соляной, 12% серной, 1% азотной кислоты. Если требуется, обработку делают в несколько ступеней. Первая – в 20% соляной кислоте разрыхляется окалина. Второй этап – это погружение в 20-40% раствор азотной кислоты для полного удаления поверхностных загрязнений.

Толстый слой окалины, который образуется на нержавеющей стали, при её производстве удаляют 75-85% расплавом едкого натра с 20-25% азотнокислого натрия. После чего в 15-20% азотной кислоте производится полное удаление окислов.

Обработку алюминия и сплавов на его основе используют снятия тугоплавкой оксидной плёнки с поверхности заготовки. Для этого применяются щелочные или кислотные растворы. Обычно используют 10-20 % щёлочь, при температуре 50-80 ºС, процедура травления занимает менее 2 минут. Добавка в щелочь хлористого и фтористого натрия делает этот процесс более равномерным.

Очистка титана и его сплавов, проводимая после термической обработки, выполняется в несколько этапов. На первой стадии в концентрированном едком натре разрыхляют окалину. Затем удаляют окалину в растворе из серной, азотной или фтористоводородной кислоты. Для удаления оставшегося травильного шлама используют соляную или азотную кислоту с добавкой небольшого количества фтористоводородной кислоты.

При обработке меди и ее сплавов используют травители из перекиси водорода, хромовой кислоты и следующих солей:

• хлорида меди;
• хлорида железа;
• персульфата аммония.

Этот информационный материал подробно описывает применяемый на металлургических предприятиях процесс травления. Способ позволяет быстро очищать поверхность металла от окислов, окалины, ржавчины и других загрязнений. Благодаря травлению можно наносить на металл различные рисунки, создавать сложные микросхемы и делать микроскопические каналы нужной формы.

Травление меди перекись лимонная кислота

Эффективное травление меди перекись лимонная кислота

Травление меди перекись лимонная кислота — при помощи таких нехитрых и доступных в быту природных продуктов как перекись водорода, лимонная кислота и поваренная соль можно очень эффективно выполнять химическое травление медной фольги на печатной плате.

В радиолюбительской практике при изготовлении печатных плат для электронных устройств в домашних условиях, именно такой метод травления я бы назвал наиболее предпочтительнее. Причем химическая реакция происходит намного быстрее, чем у традиционных реагентов обычно применяемых в таких случаях, например: хлорное железо.

Конечно можно поэкспериментировать и вместо лимонной кислоты взять к примеру уксусную, либо другую, которая не окисляется при соединении с перекисью водорода. Возможно также химический процесс мало чем будет отличаться от выше описанного. Но как то не комфортно в помещении возится с химикатами имеющие острый запах. Поэтому лучше все же использовать лимонную кислоту, к тому же не составляет никакого труда в ее приобретении, она имеется в любом продуктовом магазине и в разведенном состоянии практически не имеет запаха и безвредна. Стоит отметить, травление меди перекись лимонная кислота имеет еще один положительный момент — «Лимонка» создает очень прочный комплекс с медной фольгой, а это значит, что совершенно исключается любое воздействие элементов реакции на скорость!! Если есть необходимость увеличить скорость травления, то можно добавить раствор натрия хлорида, в быту это обычная поваренная соль.

Отличительные достоинства раствора

• Чрезвычайно скоростное травления
• Не образует грязных разводов после травления
• Химический процесс происходит при средней комнатной температуре
• Все реактивы имеются в свободной продаже: перекись водорода всегда есть в аптеке, лимонная кислота в любом магазине продуктов, ну а соль имеется у каждой хозяйке
• Приготовленный раствор из компонентов перекиси и лимонной кислоты абсолютно безвреден для кожного покрытия человека и его одежды
• Совершенно очевидно, что данный метод травления печатных плат самый мало затратный!

Есть и некоторые недостатки, как известно без них ничего не бывает

Цитрат меди практически не растворяется и может образоваться в виде осадка, и что не желательно на поверхности платы. Чтобы избежать таких моментов не стоит экономить на лимонной кислоте.

Оптимальный рецепт приготовления раствора для травления:

Взять 100 мл перекиси водорода и добавить в нее 30г лимонной кислоты и грамм 5-6 обычной соли, затем тщательно все перемешать. Этого количества раствора вполне достаточно для травления печатных плат площадью 100 см2.

Кстати в процессе изготовления раствора соль тоже не нужно жалеть. Как говорят «кашу маслом не испортишь», так как она выполняет функцию катализатора, то за все время травления она практически не убывает. Перекись водорода должна оставаться такой, как есть, то есть без дополнительного ее разбавления во избежания снижения концентрации.

Если процент перекиси водорода в растворе окажется завышенным, то тогда и травление пойдет быстрее, но добавляйте без фанатизма, так как это раствор вы про запас не оставите — он не подлежит хранению и не годится для повторного использования. Определить слишком большой процент перекиси в растворе очень просто — начнется интенсивное выделение пузырьков во время травления. Тем не менее добавление к уже готовому раствору лимонной кислоты и перекиси водорода возможно, но все таки рекомендуется изготовить новый раствор.

Можно попробовать заменить лимонную кислоту уксусной, но думаю что вам не слишком понравится с ней работать, ввиду резкого запаха и медленным травлением.

Небольшая памятка для тех кто впервые пробует:

— чтобы сделать раствор для травления, необходимо иметь пластиковую или стеклянную емкость.

— подогревать раствор нужно только в горячей воде, но никак не на открытом огне.

— использованные растворы ядовиты из-за высокой концентрации меди.

— протравленную печатную плату необходимо обработать шести процентным уксусом и промыть в проточной воде.