一種紫銅拋光液及其使用方法與流程
2023-04-22 17:48:46 1
本發明屬於化學工藝處理領域，特別是一種紫銅拋光液及其使用方法。
技術背景
紫銅是一種堅韌、柔軟、富有延展性的金屬，被廣泛用於製作導電、導熱器材。在工業生產中常常需要對紫銅進行表面拋光處理，在研究紫銅的金相試樣時，也需要對紫銅表面進行拋光處理。化學拋光方法僅利用化學反應，使紫銅表面平整、光亮，既不需要複雜設備，工作效率又高；在滿足拋光操作便利、操作簡單、拋光表面較為光潔的前提下，化學拋光方法在紫銅拋光技術方面脫穎而出。
紫銅的化學拋光方法核心在於拋光液的製備，傳統的化學拋光液一般含有高濃度的鉻酸，硝酸、鹽酸等強氧化劑。鉻酸系列拋光液在使用後產生的廢液易對環境造成鉻汙染；硝酸系列拋光液由於硝酸氧化性過強容易對紫銅造成過腐蝕，在使用過程中還會產生對環境有害的氮氧氣體，因此在拋光過程中對時間、溫度等操作要求較高。在文獻《金屬的化學拋光技術》(電鍍與塗飾，2005，24(10)：36-41)中公開了磷酸醋酸系列拋光液，該拋光液拋光質量好，但該拋光液存在成分變化快，使用壽命短等缺陷。
因此現有技術中的紫銅拋光液存在使用工藝複雜、成分不穩定，廢液造成環境汙染，使用過程中產生有害氣體等問題。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種紫銅拋光液及其使用方法，該拋光液用於紫銅表面拋光時，成分穩定，使用工藝簡單，使用過程中不產生有害氣體，廢液對環境不造成汙染。
為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是一種紫銅拋光液，含有正磷酸、冰乙酸、硝酸、過氧化氫、無水乙醇、尿素和水；正磷酸濃度為1.29～1.34mol/L，冰乙酸濃度為0.66～0.72mol/L，硝酸濃度為0.67～0.71mol/L，過氧化氫濃度為9.32～9.45mol/L，無水乙醇濃度為0.60～0.69mol/L，以及尿素濃度為12g/L。
上述紫銅拋光液的使用方法包括以下步驟：
1)將盛有紫銅拋光液的非金屬容器置於恆溫水浴鍋中，恆溫水浴鍋溫度為30～60℃；
2)將需要拋光的紫銅表面浸沒在拋光溶液中，拋光過程中晃動紫銅，避免拋光產物附著於紫銅表面，持續拋光至紫銅表面平整；
3)將拋光後的紫銅置於稀硝酸中浸泡5～10s後用去離子水將紫銅表面稀硝酸衝洗去除。
本發明的有益效果：
本發明所提供的紫銅拋光液採用正磷酸、冰乙酸等中強酸和過氧化氫組合製備的紫銅拋光液，拋光液成分穩定，使用工藝簡單，拋光過程中不產生任何氣體，拋光產生的廢液主要成分為磷酸銅、硝酸銅等銅鹽，廢液對環境無危害。
附圖說明
圖1為本發明提供的拋光液使用方法流程圖；
圖2為紫銅板表面經過部分拋光後在體視顯微鏡下的形貌圖；
圖3為紫銅片表面經過部分拋光後在體視顯微鏡下的形貌圖；
圖4為紫銅板樣品和紫銅片樣品拋光後損失質量與拋光溫度的關係圖。
具體實施方式
實施例1：
本發明提供的紫銅拋光液，含有正磷酸、冰乙酸、硝酸、過氧化氫、無水乙醇、尿素和水，正磷酸濃度為1.30mol/L，冰乙酸濃度為0.68mol/L，硝酸濃度為0.67mol/L，過氧化氫濃度為9.34mol/L，無水乙醇濃度為0.62mol/L，和尿素濃度為12g/L。
本實施例分別對紫銅板、紫銅片進行了拋光，具體步驟如下：
1)將裝有紫銅拋光液的燒杯放置在恆溫水浴鍋中，恆溫水浴鍋溫度為42℃；
2)依次用無水乙醇、去離子水對待拋光樣品(紫銅板、紫銅片)進行清洗後吹乾；
3)用木鑷子夾取待拋光樣品，將一端浸沒在紫銅拋光液中，並緩慢晃動。當表面平整後，將拋光後的樣品置於稀硝酸中浸泡10s，然後用去離子水將樣品表面稀硝酸衝洗去除，拋光完畢。
圖2為紫銅板表面經過部分拋光後在體視顯微鏡下的形貌圖，拋光區域與未拋光區域存在明顯分界，並且拋光區域較光亮，平整；可見紫銅板拋光區域達到表面光亮，平整的效果，拋光區域無發黑髮霧或者點蝕現象。
圖3為紫銅片表面經過部分拋光後在體視顯微鏡下的形貌圖，拋光區域與未拋光區域存在明顯分界，拋光區域更平整，光亮；可見紫銅片拋光區域達到表面光亮，平整的效果，拋光區域無發黑髮霧或者點蝕現象。
在拋光過程中還採用了其他拋光溫度，並且選取相同大小的紫銅板和紫銅片樣品，得到如圖4所示的樣品拋光後損失質量與拋光溫度的關係圖。拋光時需將樣品全部浸沒在拋光液中，具體拋光步驟參考實施例1，拋光時間均為30s。由圖可知，兩樣品在不同溫度下進行拋光後，均有質量減少；並且均在拋光溫度為42℃時，質量損失最多。所以確定最佳拋光溫度為42℃。
本發明提供的紫銅拋光液，拋光過程中不產生任何氣體，產生的廢液主要成分為磷酸銅、硝酸銅等銅鹽，廢液對環境無危害。根據磷酸銅不溶於水，溶於酸的特性，調節廢液的ph值，還可以回收磷酸銅，作為有機反應催化劑，乳化劑，肥料提及金屬表面抗氧化劑；而硝酸銅與乙酸酐的混合物還是有機合成中有用的硝化劑，因此廢液還可以再利用。