Кислотное травление штампов из магний-кальциевого сплава

• Автор: Марогулова, Наталья Николаевна
• Шифр специальности: 05.02.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 189 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕХНОЛОГИИ И ТЕОРИИ ПРОЦЕССОВ ТРАВЛЕНИЯ ФОРМНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Основные особенности изготовления и применения штампов в полиграфическом производстве
1.2. Кинетика и механизм кислотного травления магниевых сплавов
1.3. Математические модели кинетики процессов травления, осложнённых адсорбционным ингибированием
2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1. Материалы и вещества
2.2. Методика кинетических исследований
2.3. Методика исследования процесса травления штампов
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Исследование диффузионной кинетики реакции растворения магниевого сплава в азотной кислоте на установке с вращающимся диском
3.2. Изучение кинетики травления сплава РЕ в растворе HN03, содержащем защитный препарат
3.3. Исследование процесса травления штампов в роторных травильных машиах
3.4. Сравнение сплавов РЕ и PES и прогнозирование качества травления магниевых штампов
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
В полиграфическом производстве в процессах отделки переплётных крышек и для других целей широко используются штампы. Прогресс в области изготовления штампов связан с заменой дорогих и дефицитных сплавов (латуни, бронзы) менее дефицитными и с разработкой способов одноступенчатого травления штампов. В последние десятилетия в мировом полиграфическом производстве для изготовления штампов всё более широко используются магниевые сплавы.
Расширению внедрения магния способствует, прежде всего, то, что запасы сырья для его производства неисчерпаемы (магний - один из самых распространённых элементов на Земле: его кларк на три порядка больше содержания цинка в земной коре). Кроме того, магний - самый лёгкий из промышленных конструкционных металлов. Достаточная твёрдость магниевых сплавов обеспечивает высокую тиражеустойчивость печатных форм из магниевых сплавов.
На сегодняшний день лидирующее положение в мировом производстве магниевых пластин для изготовления штампов прочно занимает американская фирма Revere Graphic Products (RGP) (Plimouth, MA, USA). Кроме традиционных легирующих добавок алюминия и цинка, магниевый сплав РЕ, выпускаемый фирмой RGP, содержит кальций. Поэтому этот сплав часто для краткости называют магний-кальциевым.
Способ одноступенчатого травления сплава РЕ был разработан специалистами Dow Chemical Со. За последнее десятилетие сотрудники фирмы RGP и International Magnesium Consultants под руководством д-ра Р. Баска внесли ряд усовершенствований в данную технологию. Фирма RGP, кроме

очувствлённых магниевых пластин РЕ, поставляет
полный набор реактивов, растворов и расходных материалов: защитный препарат Rev-Flex, "предзащитный" раствор Protect-o'-Plate, фоторезист KRP Pesist 930, разбавитель KRP Thinner Type IV, проявитель Blend Magnesium Developer 5 G и др.
До недавнего времени, однако, российским полиграфистам мало что было известно о сплаве РЕ и технологии его травления. Это положение изменилось в 1993 г. после того, как научный руководитель данной диссертации по приглашению американской фирмы Diomedes прочитал в США курс лекций по кинетике и механизму процессов травления формных материалов.
В.А. Наумов ознакомился на заводе и в лабораториях фирмы RGP с технологическими регламентами процессов производства очувствлённых пластин РЕ, их экспонирования, проявления, декапирования, "предзанриры" и травления.
В дальнейшем кафедра химии и материаловедения МГУП занималась (по контракту с фирмой Diomedes) сравнительной оценкой качества опытных партий магний-кальциевого сплава PES производства ВИЛСа, идентичных по составу пластинам РЕ американского производства, в связи с поставками пластин PES в США. При этом кафедре были предоставлены пластины, травильная машина и все необходимые расходные материалы и приспособления.
Наряду с испытаниями сплавов, кафедрой проводилась исследовательская работа с целью детального раскрытия американской технологии. Эта часть программы работ американской стороной не финансировалась и была выполнена по нашей личной инициативе.

значениях объёмных концентраций этих веществ (ОоСох/УхбхОгСоггбг) . Тогда в диффузионной области лимитирующим является второе вещество и С5=0. С учётом этого равенства из (18,20) получаем:
(С01-Сз1) /Ухбх = БгСогА'гбг , (22)
откуда

(Ох/бх) (Сох“С3х) = (УхОг/Угбг) С02 = (Vx/V2)J2 . (24)
Если С02 больше критического значения
С02* = У2б2ОхС0х / VxбxD2, скорость гетерогенного процесса
0= (1)2/62) (С02-Са2) = (У20х/Ухбх) Сох = ('Уг/Ух) . (25)
Из уравнений (24,25) видно, что при 0<С02<Со2* должен наблюдаться первый порядок по второму веществу и нулевой - по первому, а при С02Х)02* должен наблюдаться первый порядок по первому веществу и нулевой по второму, т.е. на графике зависимости |Т(С02) должен наблюдаться излом, соответствующий переходу от наклонной прямой к прямой, па-ралельной оси С02. Анализ экспериментальных работ по растворению металлов [89-100,102-106,108-138], в целом, подтверждает этот вывод.
Диффузионное торможение реакций растворения магния в кислотах, - как в присутствии, так и в отсутствие в растворе окислителей (деполяризаторов), - отмечается в работах многих авторов [93,108,113,129,131-133,138], начиная с первой публикации Н. Каяндера [130]. Обратная точка зрения, что взаимодействие магния протекает с кинетическим контролем, высказанная в работах [115,121,122], оказалась следствием экспериментальных ошибок, как это было