Влияние физико-химических операций на процесс формирования исполнительной поверхности микроканальных пластин

• Автор: Ашхотова, Ирина Борисовна
• Шифр специальности: 05.27.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Владикавказ
• Количество страниц: 167 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ СТЕКОЛ

1.1. Механическая обработка силикатных стекол.

1.2. Взаимодействие силикатов натрия с водными растворами .

1.3. Химическая устойчивость свинцовосиликатных стекол

1.4. Разрушение стекол в щелочных растворах.

1.5. Выводы к главе 1

2. МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ .

2.1. Технология изготовления МКП и объекты исследования.

2.2. Весовые методы изучения кинетики взаимодействия стекол

с технологическими растворами
2.3. Измерение оптических параметров стекол.
2.4 Оптическая микроскопия
2.5 Измерение краевого угла смачивания
2.6. Электронный ожеспектрометр
3. АНАЛИЗ ПОВЕРХНОСТИ ПОСЛЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРА
БОТКИ СТЕКОЛ И ЗАГОТОВОК МКП.
3 I Краевой угол смачивания поверхности конструкционных
стекол технологическими растворами
3.2. Влияние технохимических операций на прозрачность и краевой угол смачивания дистиллированной водой стекол 6Ба4, Мо и обрамления ВЗ МКП .
3.3. Измерение коэффициента прозрачности модельных стекол и обрамления Мо на НПВЗ
3.4. Органические примеси на поверхности конструкционных стекол микроканальных пластин
3.5. Спектроскопическое исследование поверхности свинцовосиликатных стекол .
3.6. Обработка органическими растворителями модельных стекол и 1ВЗ МКП.
3.7. Определение толщины инородного слоя, возникающего на поверхности НВЗ после механообработки.
3.8. Выводы к главе 3.
4. КИНЕТИКА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОДЕЛЬНЫХ СТЕКОЛ С ТЕХЮЛОГИЧЕСКИМИ РАСТВОРАМИ
4.1. Некоторые аспекты и представления о химизме процессов на стадии химической обработки заготовок МКП
4.2. Взаимодействие свинцовосиликатных стекол с технологическими растворами
4.3. Взаимодействие боратнобариевого стекла Х0 с технохимическими растворами
4.3.1. Кинетика травления конструкционного стекла Х
в разбавленных растворах НС 1 .
4.3.2. Растворение дисков стекла Х0 растворами едкого натрия.
4.3.3. Влияние концентрации ПЫОз на кинетику растворения боратнобариевого стекла Х0
4.6. Выводы к главе 4
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫТРАВЛЕНОЙ ЗАГОТОВКИ МКП.
5.1. Растворение соляной кислотой боратного стекла Х0 в заготовках МКП
5.2. Некоторые особенности процесса взаимодействия МКП с
азотной кислотой в зависимости от концентрации и температуры
5.3. Травление ВЗ МКП в щелочных растворах
5.4. Химическая устойчивость ВЗ МКП в разбавленных растворах плавиковой кислоты
Ф 5.5. Оценка кривизны поверхности травления и характера
травления
5.6. Выводы к главе 5.
ВЫВОДЫ .
ЛИТЕРАТУРА


В. Гребенщиков объяснил многие явления, которые протекают на поверхности стекол и имеют большое значение. Все силикатные стекла весьма энергично и быстро реагируют с водой, образовывая на поверхности вследствие гидролиза кремнекислых соединений коллоидную пленку кремневой кислоты, защищающую стекло от дальнейшего разрушения. Пленка весьма способна к адсорбции коллоидных частиц и электролитов вследствие обменных реакций. Применяемый для полировки материал является дисперсным веществом. Процесс полировки, по И В. Г ребенщикову, заключается в следующем: "Вода действует на шлифованную поверхность и покрывает ее защитной поверхностной пленкой. Абразив адсорбируется ее поверхностью, изменяя этим прочность прилипания пленки к стеклу. Материал для мехобработки, обладая также способностью адсорбироваться на поверхности полировальника, является связующим веществом между полировальником и стеклом. Полировальник при своем движении срывает с выступов, оставшихся после шлифовки стекла пленку, и обнажившаяся свежая поверхность стекла, быстро реагируя с водой, вновь покрывается коллоидной пленкой. Во всех углублениях, которых полировальник при своем движении не касается, пленка закрывает поверхность стекла и тем самым защищает ее от воздействия воды. Эти процессы повторяются, и из сказанного ясно, что первыми вполне отполированными будут все наиболее выступающие точки на поверхности стекла". Предельная точность полировки поверхности, по мнению И. В Гребенщикова, определяется ничтожной толщиной пленки (около А), чем и обусловлена величина остающихся после полировки микронеровностей. Доказательством того, что процесс полировки заключается в срыве коллоидной пленки кремневой кислоты, можно считать отсутствие на полированной поверхности сколько-нибудь заметной структуры или царапин на первых же стадиях полировки Кроме того, существенным доказательством того, что полировка происходит главным образом вследствие химических реакций стекла с водой, а не только из-за абразивного действия зерен полировального порошка, но мнению И. В. Гребенщикова, является резкое уменьшение производительности процесса (в - раз) при замене воды органическими без-во дн ы м и ж и дкостя N1 и. Показано влияние добавок на кристаллическую сгруктуру полирующих сред, а так же роль зернового состава и влияние pH среды суспензии на процесс полировки. Агрессивные среды, такие как смазочно-охлаждающие жидкости, изменяю! В [3,,] рассматривался вопрос о существовании связи между скоростью сполировы-вания и физико-химическими свойствами (химическая устойчивость, толщина и пористость поверхностного слоя). Рассмотрим подробнее, на примере силикатов натрия, процессы, протекающие при взаимодействии водных растворов со стеклом. В литературе приводится мало данных по изучению химической устойчивости системы N0-. Тернер и его сотрудники исследовали лишь три силиката натрия (ЫаЮ2, №Ю2 и №Ю2) при воздействии на них различных реагентов []. Авторы определяли потери в весе порошков силикатов натрия при кипячении навески в г в течение часа, и установили резкое снижение потерь в весе е повышением содержания БЮ? В [] изучено взаимодействие с водой и растворами соляной кислоты стеклообразных силикатов натрия, по составу, соответствующих инвариантным точкам на диаграмме состоянии системы №-$2 и промежуточным точкам, а также силикатов натрия с повышенным содержанием кремнезема. Было установлено в [], что процесс взаимодействия силикатов натрия с водой распадается на 2 стадии: обмен ионов натрия с текла на ионы водорода раствора, в результате чего на поверхности образуется остаточный слой кремневой кислоты, составляющий вместе с кремнеземом исходного стекла защитный слой на его поверхности; и взаимодействие защитного слоя с образовавшимся щелочным раствором, вызывающее растворение кремневой кислоты с поверхности. Для силикатов натрия с низким содержанием кремнезема между первичной и вторичной реакциями равновесие со временем устанавливается таким образом, что в результате происходит растворение стекла.