Раствор для электрохимического полирования волокон бора

Раствор для электрохимического полирования волокон бора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Социвпистичвскик республик

С 25 F 3/16

С 09 К 13/04// .,G 01 и 1/32

9жударстеппиМ квиятет

СССР

Io деле@ язебретеияя и втерытМ

Опубликовано 30. 06. 82. Бюллетень Щ 24 (53) УДК 621.357.

Я (088. 8) Дата опубликования опнсания 30,06.82 ирлин (72) Авторы изобретения

Г.H.Âîëoøèí, А.И.Кузей, А.Д.Тищенк и И.Х.Чутаев (71) Заявитель

Физико-технический институт AH Белор (54) РАСТВОР ДЛЯ ЗЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОПИРОВАНИЯ

ВОЛОКОН БОРА

Изобретение относится к электрохимической обработке материалов, в частности к полированию волокон бора.

Изв ест ен раствор для элект рохи ми" ческой обработки (травление) нержавеющих сталей (1, содержащий, 3:

Серная кислота (983-ная) 10-30

Азотная кислота (653-ная)0,5-10

Вода Остальное

Известен раствор для электрохими-. ческого полирования алюминия и его сплавов, содержащий f2), об.4:

Серная кислота (уд. вес. 1,84) 60-70

Азотная кислота (уд.ве . 1,33) 1

ФосФорная кислота 10-1

Вода Остальное

Однако данные растворы не позволяют полировать волокна бора Мз-за высокого содержания в них воды. В первом случае не происходит окисления и растворения бора, а во втором происходит лишь частичное окисление, что ведет к повышению шероховатости поверхности.

Наиболее близким к предлагаемому является известный раствордля элект" рохимического полирования волокон бора (3), содержащий, вес.4:

Серная кислота (уд. вес. 1,86) 20-97

Пиросерная кислота (уд. вес. 1,86-1,91) 3-80

Известный раствор позволяет получать поверхность высокой чистоты р 9. Однако при этом съем материала составляет 10 мкм.

Цель изобретения - снижение съема материала при сохранении высокой чистоты поверхности.

Поставленная цель достигается тем, 20 что раствор, содержащий смесь двух минеральных кислот, одна из которых серная в качестве второй минеральной кислоты содержит азотную кислоту при

3 93960 следующем соотношении компонентов, вес.3:

Серная кислота 80-97

Азотная кислота 3"20

Полирование рекомендуют проводить при 100" 160 С и аиодной плотности тока 150-300 А/дм в течение 10-150 с с использованием свинцового катода (расстояние между катодом и анодом составляет 0,3-25 мм). о

Для приготовления раствора используется серная кислота с d =1,86 г/см и азотная кислота с = 1,5-1,55 г/см .

При растворении концентрированной азотной кислоты в серной кислоте про- >s исходит образование нитризилсерной кислоты являющейся сильным окислителем. При электрохимическом полировании волокон бора происходит разложение нитроэилсерной .и азотной кислот.

Продукты разложения в момент образования под действием тока окисляют поверхность волокон бора. Окисная пленка растворяется в серной кислоте. .Повышение температуры полирования свыше 160 С приводит к разложению б азотной кислоты и испарению ее иэ раствора, что приводит к прекращению полированйя. изолирование при температурах ниже 100 С приводит лишь к окислению поверхности волокон бора, окисная пленка не растворяется в раст воре, происходит повышение шероховаДанны" pactaop позволяет также выявлять структуру волокон бора, При этом плотность тока составляет 70150 А/дм, а продолжительность 3зо 5 мин.

В таблице представлены свойства растворов, где раствор 1 известный, а растворы 2-4 предлагаемые.

Растворы

90

20

169

130

100

225

300 l50

Продолжительность обработки, с

10

150

2 5

10

10 юсле полирования

Состав раствора, вес.Ф режимы и результаты обработки

H

HN0 (4 1,5-1,55 г/см )

QS<0> (d 1,86-1,91 г/см )3"80

Ъ

Температура, С 130-180

Плотност ь тока, А/дм 100-360

Класс чистоты поверхности до полирования, V

1 ф тости поверхности волокон .бора. Понижение содержания серной кислоты менее 803 ведет к замедлению растворения бора, поверхность волокон покрыта радужной окисной пленкой, происходит повышение шероховатости волокон. При срдержаиии серной кислоты в растворе более 973 происходит точечное травление бора, шероховатость поверхности возрастает, Увеличение содержания в растворе азотной кислоты более 203 ведет к окислению волокон бора, на поверхности волокон остается окисная пленка, чистота поверхности волокон понижается.

Введение в раствор, состоящий из безводных кислот, воды (либо использование разбавленных кислот, серной с d c 1,86 г/см и азотной с d Е

1,5 г/см ) ведет к нарушению режима полирования. Волокна ие полируются, поверхность волокон покрывается окисной пленкой.

939601

Продолжение таблицы

Состав раствора, вес.Ф режимы и результаты обработки

Растворы

3 4

Шероховатость поверх" ности, мкм до полирования

3 после полирования

0,1

0,1

0,1

0,3

Количество снимаемого материала, мкм

Скорость съема, мкм/с

0,1

0 5

2 "5

Стабильность раствора (до замены), А ч/л

450

500

530

500-590

Диаметр волокна, мкм до полирования

140

140

140

130 после полирования

130

124

120

Прочность волокна, кг/мм до полирования

210

210

210

210

185

190

190

145 после полирования

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 4607/43 Тираж 686 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно иэ таблицы, изобретение позволяет уменьшить съем материала 35 по сравйению с полированием в известном растворе, при этом чистота поверхности не только сохраняется на высоком- уровне, но и повышается до

10 класса чистоты (в известном до 9 9).

Уменьшение съема материала и повышение чистоты поверхности приводит к повышению прочности волокон бора на 20-303. 43

Раствор для электрохимического в полирования волокон бора, содержащий смесь двух минеральных кислот, одна из которых серная, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения съема материала при сохранении высокой чистоты поверхности, в качестве втором минеральной кислоты QH содержит азотную кислоту при следующем соотношении компонентов, вес.3:

Серная кислота 80-97

Азотная кислота 3-20

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США И 2694334. кл. 204-145, опублик. 1972 °

2. Щиголев П.В. Электролитическое и химическое полирование металлов.

И., AH СССР, 1959, с. 133, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке 11 2966774/22-02, кл. C 25 F 3/16, 21. 07. 80.