БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра неорганической химии

Курсовая работа на тему

«Методы модифицирования и травления поверхности металлического титана»

Студента химического факультета

1-ого курса 1-ой группы

Гапоненко В.Н.

Руководитель:

Кандидат химических наук, асс.

Скорб Екатерина Владимировна,

кафедра неорганической химии

Белорусский государственный

Университет

Минск 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ……………………………..….3

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ЦЕЛИ ТРАВЛЕНИЯ……………… .

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССЕ ТРАВЛЕНИЯ

ЦЕЛИ ТРАВЛЕНИЯ

ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТИТАНА.

1. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТИТАНА....................................

2. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТИТАНА.............................................

ГЛАВА 2. ХИМИЧЕСКОЕ ТРАВЛЕНИЕ. ТРАВИТЕЛИ……………

2.1.ТРАВЛЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОВ РАСТВОРОМ ЩАВЕЛЕВОЙ КИСЛОТЫ.

2.2. ТРАВЛЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОВ РАСТВОРОМ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ.

2.3. ДРУГИЕ КИСЛОТНЫЕ СМЕСИ В ТРАВЛЕНИИ ТИТАНА

2.4. СМЕСЬ ФТОРИДА АММОНИЯ, ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ И ЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ В ТРАВЛЕНИИ.

ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ТРАВЛЕНИЕ.

3.1 ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ОБЕЗЖИРИВАНИЕ

3.2 СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО И ХИМИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ

3.3 ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОЛИРОВАНИЕ

3.4 УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ТРАВЛЕНИЯ

ГЛАВА 4 ПЛАЗМЕННОЕ ТРАВЛЕНИЕ.

4.1 РАЗВИТИЕ ПЛАЗМЕННОГО ТРАВЛЕНИЯ.

4.2 ПЛАЗМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ, ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ

4.3 ОСНОВНЫЕ СТАДИИ ПРОЦЕССОВ СУХОГО ТРАВЛЕНИЯ

4.4 ПРИМЕНЕНИЕ ПЛАЗМЕННОГО ТРАВЛЕНИЯ В НАШЕ ВРЕМЯ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Перечень условных обозначений

ВЧ – Высокочастотный

СВЧ – Сверхвысокочастотный

ППР – Пучково-плазменный разряд

ХАЧ – Химически активная частица

Введение. Общие сведения и цели травления Общие сведения о процессе травления

Травление — группа технологических приёмов для управляемого удаления поверхностного слоя материала с заготовки под действием специально подбираемых химических реактивов. Ряд способов травления предусматривает активацию травящих реагентов посредством других физических явлений, например, наложением внешнего электрического поля при электрохимическом травлении, ионизацией атомов и молекул реагентов при ионно-плазменном травлении, обработка ультразвуком и термическая обработка при химическом травлении и т.п.

Основные виды травления:

• химическое («жидкое») (см. Главу 2)

• электрохимическое (см. Главу 3)

• ионно-плазменное («сухое») (см. Главу 4)

В общем виде, процесс травления включает в себя:

• подготовку поверхности (например, механические шлифовка и полировка, обезжиривание);

• взаимодействие травителя или электролита (растворы кислот, растворы и расплавы солей и щелочей, другие органические и неорганические жидкости, плазма) с обрабатываемым материалом;

• очистку поверхности от травителя и продуктов травления (как правило, это отмывка каким либо растворителем).

Процесс травления может сопровождаться газовыделением. В частности, кислотное травление металлов часто сопровождается выделением водорода, что требует применения особых мер безопасности.

При выполнении художественных работ, при производстве печатных плат и электронных приборов с использованием техник литографии часть поверхности защищают масками из веществ устойчивых к травлению. Хотя в процессе травления обрабатывается только поверхность, при длительном травлении начинает стравливаться и материал под маской, вблизи её краёв, что может привести к порче заготовки.

Процесс травления может быть селективным. Селективность травления основана на различии скоростей химической реакции на разных участках протравливаемой поверхности. Так, к примеру, в поликристаллическом материале скорость травления межкристаллитных границ, выходящих на поверхность выше, чем скорость травления поверхности самого кристаллика: это различие иногда используется для доочистки мелкодроблёного металлургического кремния. При травлении монокристаллического материала скорость травления повышается на механических дефектах и на дефектах кристаллической решётки, также сказывается анизотропия свойств кристалла, т.е. разные грани кристалла травятся с различной скоростью: это различие используется для проявления дефектов кристаллической решётки монокристалла, при этом дефекты атомного масштаба провоцируют появление ямок травления характерной (из-за анизотропии кристалла) формы микронного масштаба. Полученные ямки травления могут быть оценены как качественно, так и количественно с использованием обычного оптического микроскопа. При большой концентрации дефектов в протравленной области невооружённым глазом хорошо различимы матовость и рябь.