Удаление тонкопленочных покрытий с отбракованных оптических изделий

В оптико-механическом производстве на стеклянные оптические изделия наносят просветляющие оптические покрытия из оксидов тугоплавких металлов (титана, циркония, гафния, тантала и других).

При отклонении от требований ГОСТа по оптическим параметрам, производят механическую шлифовку и последующую переполировку поверхностей оптических изделий на специальном оборудовании с применением паст, содержащих оксиды редкоземельных металлов, оксиды p- и d- элементов, например хрома; алмазную пудру.

При размерах деталей до 80 мм в диаметре, переполировка и шлифовка изделия продолжаются в течение 1 месяца, требуют значительных энерго- и трудозатрат, приводят к загрязнению сточных вод ионами тяжелых металлов. Если же обрабатываемая деталь имеет диаметр порядка трёх метров (детали телескопов), то ее переполировка и шлифовка продолжаются в течение 9-10 месяцев.

В оптико-механической промышленности при нанесении тонкопленочных покрытий из оксидов титана, циркония, гафния и тантала на оптические изделия используется электровакуумная аппаратура. В процессе работы ее детали покрываются пленками указанных оксидов, и время от времени приходится их очищать. Использование для этого азотной, серной, плавиковой и соляной кислот, а также ведение процесса при температурах, превышающих 200 оС, приводит к коррозии деталей из нержавеющей стали.

Для удаления многослойных пленок оксидов с деталей электровакуумной аппаратуры предложена композиция, базирующаяся на донорно-акцепторном взаимодействии оксидов с органическим лигандом (концентрация 0,01-0,0001 моль/л), присутствии азотной кислоты 0,1 моль/л. При снятии покрытия полированная поверхность металлической детали не подвергается разрушению. Ниже приводится пример эффективно работающего состава [109]:

Азотная кислота (плотность 1,42 г/см3) – 20-30 %;

Плавиковая кислота (плотность 1,12 г/см3) – 4-6 %;

2-нафтол-1-нитрозо – 0,2-0,4 %;

Остальное − вода.

При обработке отбракованного оптического изделия в указанном составе дефектов поверхности не обнаружено.

Введение в композицию других лигандов: трилона-Б, 8-оксихино-лина, бензоиноксима, салицилальанилина в количестве 10-3-10-4 моль/л, способных к координационному взаимодействию с ионами металлов, увеличивает скорость процесса удаления оксидов.

При использовании для снятия с оптических изделий оксидных пленок щелочных составов [110] введение органических лигандов увеличивает скорость процесса. Адсорбция лигандов на активных центрах поверхности оптического стекла исключает реакцию стекла со щелочью. В результате предотвращается появление микротрещин, налетов, точек и сохраняется качество полированной поверхности. Кроме того, адсорбция лиганда приводит к снижению поверхностной энергии, адсорбционному понижению прочности и отслаиванию покрытия.

Особый интерес вызывает удаление оптических покрытий германий- моноокид кремния с дефицитных полупроводниковых оптических изделий из арсенидов индия и галия. Для этого был предложен состав, содержащий органический лиганд (табл. 54) [111].

Предложенный состав, по сравнению с известным составом, позволяет в 4-5 раз ускорить процесс удаления оксидной пленки. При этом удельные потери металла снижаются на 20-30 %. Предложенный состав не приводит к растраву поверхности металла и наводораживанию никеля. Процесс ведется при комнатной температуре, в результате чего снижаются энергозатраты.

Введение лиганда – солицилальанилина в композиции для удаления покрытия улучшает технологические показатели процесса и качество поверхности оптического изделия.

  • Читать все новости