" title="Написать письмо">Написать письмо
Много статей не имеет срока устаревания. Есть смысл смотреть и 2011, и даже 2008 год.
Политика сайта: написать статью, а потом обновлять ее много лет.
Открыта карта сбербанка для материальной поддержки сайта: 4276380098007698.

Рекламодателям! Перестаньте спамить мне на почту с предложениями о размещении рекламы на этом сайте. Я никогда спамером/рекламщиком не был и не буду!
Ваш IP: 54.80.115.140
Вы подарите мне деньги на развитие этого сайта? Номер карты указан зеленым цветом.
 

Статистика

Пользователи : 1
Статьи : 1014
Просмотры материалов : 3335883
 
Очистка ну очень грязного текстолита до блеска и красноты (28.09.2016). Печать E-mail
2016 - Сентябрь
30.09.2016 20:35
Save & Share
Так сложилось, что достать текстолит сложно и дорого. Если ситуация с макетными платами легко исправляется покупкой на алиэкспрессе 90x150мм по 27 рублей и 50x70мм по 8 рублей - то с текстолитом проблема остается. И вот, попался на глаза огромный кусок двустороннего текстолита: почти ровного - но очень сильно окисленного и загрязненного. Надо чистить...

Классическим способом является шкурка - и драить-драить-драить до блеска:
- 2 квадратных метра двустороннего текстолита драить на карачках;
- дышать пылью (порошки меди и ее оксидов токсичны, как растворы ацетатов, цитратов, купороса и т.д.);
- чихать, убираться потом, стирать одежду.
Ну уж нет. Химия спасет меня.

Особенность металла перед его оксидами является то, что оксиды при воздействии кислот растворяются быстрее. В школе объясняли это, рисовали объемные молекулы - это благополучно было забыто, а сама мысль осталась. Чтобы металл ну совсем не растворялся, к кислотам добавляют ингибиторы коррозии: к примеру, для серной кислоты это картофельная ботва, уротропин, гидразин, сульфаминовая кислота.

Итак, было проведено 4 эксперимента стравливания грязи и оксидов:
- водный раствор хлорного железа 40%. Токсичное, вонючее (один стаканчик развонялся на комнату 192м3). Показало самый неэффективный результат за час. Если бы знал, что хлорное железо есть самый худший из вариантов травления - не изучал бы его ранее; но тогда на безрыбье знаний и рак был рыбой;
- водный раствор перекиси водорода 3%, лимонной кислоты и соли. Запах есть, но не сильный. Снимает и грязь, и оксиды за минут 30 (температура раствора ниже: перекись из холодильника);
- водный раствор серной кислоты 37% (автомобильный электролит). Запаха нет. Очень мягко снял окислы за минут 20 - но грязь осталась и не поддавалась протирке даже спустя еще 20 минут замачивания;
- водный раствор серной кислоты 37% и перекиси водорода 3% в пропорциях 1:1. Снимает и грязь, и окислы почти без запаха за 10-15 минут - грязь сама отлипает и болтается на кромке жидкости. Остатки стираются тряпочкой или бумажным платком после промывки водой.

На фото первые 3 образца без промывки (снизу кусок эталонного текстолита, справа - исходного). Четвертый образец не отличается от второго - не показан.


Из всех представленных реакций на текущий момент были неизвестны две:
- H2SO4 + Cu = CuSO4 + H2. H2SO4 + органика = хаотичное семейство реакций. Протекают медленно, не токсичны для дыхания ввиду малого газовыделения;
- H2SO4 + H2O2 = нет реакции, пока не доложится металл. H2O2 выступает в роли катализатора и пожирателя жира и грязи в кислоте; расщепляясь в конечном итоге на кислород и воду. В итоге реакции, написанные в предыдущем пункте, ускоряются раз в 10 (раствор слабо голубеет из-за повышающегося содержания CuSO4). Если же в данный бульон добавлять не медь и ее оксиды, а оксиды металлов, стоящих сильно левее водорода в ряду электрохимических потенциалов, - реакция сильно ускоряется и возможен взрыв (автокаталитическая реакция). При этом выделяется много тепла, и самый быстрый вариант замедлить реакцию - добавить холодную воду. Наверно, с литием будет полный атас.

Итог: лучший способ - электролит с перекисью еще из-за одной причины. Цитраты, образующиеся в растворе лимонной кислоты, мешают травлению. Поэтому каждые 5-10 минут нужно либо раствор взболтать, либо по всей поверхности чем-то пройтись. С серной кислотой этого не нужно: как понял, медный купорос равномерно набирает концентрацию в растворе - нет факторов замедления очищения.

Нет, не итог! Электролит с перекисью используется именно для травления плат. Зачем травить медный слой лишний раз? Нужно разделить смесь: перекись отдельно, электролит отдельно. Тогда сначала перекись пожрет весь жир и прочую органическую грязь - а электролит примется уже за очищенный оксид меди и быстренько его стравит. Разрушение же самой меди будет медленным из-за отсутствия катализатора.
Дома на батарее уже 3-и сутки стоит бутылка с электролитом и медью. Так и плавает медь в электролите, даже при температуре 36 градусов, - и субъективно не растворяется вообще. Попробовал... и обломался: не работает должным образом. Кислота работает, а перекись нет - провал.

Но и это еще не все. 5л электролита стоит 150 рублей. 5л перекиси водорода стоит 500 рублей. Дороговаты пропорции 1:1. А вдруг 3:1 - и все будет отлично? А вдруг это будет правильнее?

А еще предпринял попытку омеднения ржавого металлического винта времен СССР в том самом растворе, в котором очищался двойной текстолит 100x150мм. Раствор был слабо голубоватым. Но винт оказался с оцинковкой - в итоге начал выделяться газ, и в комнате запахло апельсинами. Происхождение запаха никто объяснить не смог. Омеднение произошло, но на винте не держалось. Хотя, до железа тоже добралось: раствор начал зеленеть (железный купорос).

Но и это не конец словесного поноса! Пусть текстолит очищен, высушен. На него тут же можно применить ЛУТ и засунуть травиться обратно в этот самый раствор! Неизвестно, сохраняется ли раствор долгое время. Медный купорос с серной кислотой дружит, но перекись все спокойно может испортить. Да и есть вероятность, что именно она испортила омеднение, когда до железа винт доело: слишком быстрая перфорация.

О слое окислов меди: его толщина неравномерна - на плате сначала видны и чистые, и грязные участки. О воде: при промывке очищенной платы неясно, нужен ли дистиллят или водопроводная пойдет (на работе вода грязная - в итоге после высыхания текстолит был немного с разводами четко в тех местах, где воды высохло больше). Об удобности травления одной стороны текстолита: вторую сторону заклеить скотчем, включая грани. Об удобности травления двух сторон: либо переворачивать объект каждые 5 минут, либо подвесить его при помощи нейтрального фиксатора (к примеру, пластиковые винты; за них же держаться и при извлечении, и при сушке - никаких жирных пятен от пальцев).

(добавлено 02.10.2016) Действительно, пропорции 1:1 являются наиболее приближенные к критической отметке, и количество перекиси нужно уменьшить. При попытке сделать пропорции 1:1.5 и опускании туда железа - получил бурную реакцию не только с выделением газа, но и паров электролита. Причем аэрозоль серной кислоты с перекисью был виден как белый дым, поднимающийся даже с вытащенного железа.
...выпученные глаза, противогаз, проветривание кухни, нашатырь; потому что аэрозоль даже на расстоянии вытянутой руки сразу начинает бить по легким (но не по глазам, странно). Аммиак - лишнее; обычная страховка.

Летчик-испытатель всегда много больше рискует, чем обычный летчик. С химией то же самое...

Электролит без перекиси идеально подходит для снятия окислов, если текстолит чистый.

(добавлено 03.10.2016) Для приготовления ~1л электролита 37% (плотностью 1.27г/м3) требуется 791г/791мл воды и 503г/274мл серной кислоты. Данная пропорция проста: воду гораздо проще переливать из емкости в емкость, чем серную кислоту. В итоге вода переливается на весы ,затем в тару - а потом в воду вливается кислота: половина литровой бутылки. Еще раз подчеркиваю, что выделение теплоты просто адское - либо вливать медленно, либо саму тару поместить в холодную/ледяную воду; и сама тара должна быть толстая и из технического полиэтилена. Потому что технический полипропилен разрушается при 60 градусах - а внутри бутылки будет отнюдь не 60. Создал электролит плотностью ~43% - температура внутри, по обжигающему состоянию тары, была более 100 градусов. Кипения не происходит из-за особенности электролита: вода кипит при 100 градусах, кислота примерно при 339 градусов. Вливать кислоту лучше через стеклянную воронку, чтобы исключить выделение паров электролита из толстого горла тары.

Раствор электролита с перекисью (~55руб/л) дешевле раствора лимонной кислоты с перекисью (~144руб/л).

(добавлено 06.10.2016) Начинается... и не заметил, как перестал использовать противогаз при новых реагентах или пропорциях известных реагентов. Реакция от 02.10.2016 мозг обратно вовремя вправила. При эксперименте с хлорным железом и ртутью с противогазом с патроном марки "Г1" не расставался.

(добавлено 07.10.2016) Удобно то, что раствор электролита с перекисью не требует длительного перемешивания, нежели лимонная кислота с солью.

(добавлено 17.10.2016) Когда стравил железо лимонной кислотой и окунал в емкость с водой - опустил его в раствор пищевой соды. Было легкое шипение, мгновенно прекращающееся после погружения железа. Значит, купание железа в воде не избавляет его от остатков лимонной кислоты - и нужно его удалять содовым раствором. С серной кислотой и текстолитом то же самое: чтобы процесс травления после очистки текстолита шел нормально (сильное вплавление тонера в медь), рекомендуется окунать текстолит не много раз в воду, а 1 раз в слабый раствор пищевой соды - а потом можно будет 1 раз окунуть в воду или струей пройтись.

Если бы серная кислота была концентрированная - с медью протекала бы другая реакция: Cu + H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O.

(добавлено 20.10.2016) Кажется, не получается уменьшить пропорции ниже, чем 2:1. Почти перестает растворяться жир; а он и так плохо растворяется. Органическая грязь - да, сходит; а с жирными пальцами - проблематично. Нужно еще поэкспериментировать потом. Может, перекись нагреть надо до комнатной температуры - и только потом заливать. В стакане раствор крайне медленно реагирует с машинным маслом.

Модернизация алгоритма споласкивания платы после травления: сначала окунать в воду (уйдет большое количество кислоты), потом в раствор пищевой соды (нейтрализуются остатки кислоты), потом еще раз в воду (убрать вероятный осадок от предыдущей реакции), тут же посушить холодным воздухом. Посушил горячим без макания в соду - окислы пошли.

Электролит плотностью 1.21г/мл справляется с травлением дольше, чем стандартный 1.31г/мл, причем намного.

Психологический момент: в первые 5-10 минут травления кажется, что травление не идет - а оно идет-таки. В целом, именно траление в таком растворе без подогрева долгое, а подогревать боязно. Это и плюс и минус: значит, именно для очистки меди от окислов и грязи нет опасности передержать медь в растворе.

Советский текстолит - мощь. Мне не хватило раствора для вытравливания платы 100x200мм двусторонней: толщина меди очень большая.

Важно! Использовать перчатки: не оставлять жир от пальцев на очищенном текстолите. Иначе ЛУТ не пройдет.

(добавлено 23.10.2016) Как ни странно, электролит не растворяет бумагу при травлении, в отличие от концентрированной серной кислоты (если бумага не была удалена при ЛУТ и осталась тонким слоем). Она начинает отслаиваться, когда слой меди между текстолитом и бумагой истощается.

(добавлено 28.10.2016) Запах от электролита с перекисью появляется именно тогда, когда кладется медь. Выяснилось, что запах зависит напрямую от площади меди. Не знаю, SO2 ли это - но по его описанию я должен был уже 100 раз отравиться, и симптомы там ну очень специфические. В общем, как обычно в ТБ по химии: есть запах - только с вытяжкой или на открытом балконе.
Обновлено ( 01.01.2017 18:25 )
 
 

Последние новости

©2008-2018. All Rights Reserved. Разработчик - " title="Сергей Белов">Сергей Белов. Материалы сайта предоставляются по принципу "как есть". Автор не несет никакой ответственности и не гарантирует отсутствие неправильных сведений и ошибок. Вся ответственность за использование материалов лежит полностью на читателях. Размещение материалов данного сайта на иных сайтах запрещено без указания активной ссылки на данный сайт-первоисточник (ГК РФ: ст.1259 п.1 + ст.1274 п.1-3).