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玻璃的化學(xué)蝕刻
 發(fā)布時(shí)間:2015年08月13日 瀏覽:4134

玻璃的化學(xué)蝕刻是用氫氟酸溶掉玻璃表面層的硅氧,根據(jù)殘留鹽類(lèi)的溶解度的不同,而得到有光澤的表面或無(wú)光澤的毛面。

干燥的氟化氫與玻璃是不起作用的,在水或水蒸汽的情況下,鈉鈣玻璃與氫氟酸作用如下:

Na2O·CaO·6SiO2+28HF=2NaF+CaF2+6SiF4+14H2O

SiF4在一般條件下是氣體狀態(tài),但在氫氟酸溶液中來(lái)不及揮發(fā),而與HF反應(yīng)成絡(luò)合硅氟酸:

SiF4+2HF=H2SiF6

硅氟酸與硅酸鹽水解產(chǎn)生的氫氧化物相互作用,得到硅氟酸鹽:

Na2SiO3+2H2O=2NaOH+H2SiO3

H2SiF6+2NaOH=NaSiF6+2H2O

鉀鉛玻璃與氫氟酸的反應(yīng)如下:

aK2O·bPbO·cSiO2+(2a+2b+4c)HF=2aKF+bPbF2+cSiF4+(a+b+2c)H2O

鈉、鉀、鉛、鈣、鎂玻璃與氫氟酸的反應(yīng)為

aNa2O·bK2O·cPbO·dCaO·eMgO·fSiO2+(2a+2b+2c+2d+2e+4f)HF=aNa2SiF6+bK2SiF6+cPbF2+dCaF2+eMgF2+(a+b+c+d+e+2f)H2O

玻璃與氫氟酸作用后生成鹽類(lèi)的溶解度各不相同。氫氟酸鹽類(lèi)中,堿金屬(鈉和鉀)的鹽易溶于水,而氟化鈣、氟化鋇、氟化鉛不溶于水。在硅氟酸中,鈉、鉀、鋇和鉛鹽在水中都溶解很少,而其他鹽類(lèi)則易于溶解。

蝕刻后玻璃的表面性質(zhì)決定于氫氟酸與玻璃作用后所生成的鹽類(lèi)性質(zhì)、溶解度的大小、結(jié)晶的大小以及是否容易從玻璃表面清除。如生成的鹽類(lèi)溶解度小,且以結(jié)晶狀態(tài)保留在玻璃表面不易清除,遮蓋玻璃表面,阻礙氫氟酸溶液與玻璃接觸反應(yīng),則玻璃表面受到的侵蝕不均勻,得到粗糙又無(wú)光澤的表面。如反應(yīng)物不斷被清除,則腐蝕作用很均勻,并且得到非常平滑或有光澤的表面。

玻璃表面蝕刻過(guò)程中產(chǎn)生的結(jié)晶大小對(duì)光澤度也有影響,結(jié)晶大則產(chǎn)生光線的漫射,表面無(wú)光澤。

玻璃的化學(xué)組成是影響蝕刻的主要因素之一。對(duì)于含堿少或含堿土金屬氧化物很少的玻璃是不適于表面蝕刻的。如玻璃中含氧化鉛較多時(shí),則常常會(huì)形成細(xì)粒的毛面;含氧化鋇時(shí),則呈粗粒的毛面;含有氧化鋅、氧化鈣或氧化鋁時(shí),則呈中等粒狀毛面。

蝕刻液的組成也是影響蝕刻表面的主要因素。蝕刻液中如含有能溶解反應(yīng)生成鹽類(lèi)的成分,如硫酸等,即可得到有光澤的表面。由此可以根據(jù)表面光澤度的要求來(lái)選擇蝕刻液的配方。

生成中根據(jù)需要采用蝕刻液或蝕刻膏。蝕刻液可由HF加入NH4F與水組成。蝕刻膏有氟化銨、鹽酸、水并加入淀粉或粉狀冰晶石粉配成。制品上不需要腐蝕的地方可以圖上保護(hù)漆或石蠟。

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