資源描述：
《HF 酸對玻璃淺層蝕刻模型的研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第44卷第9期當代化工VO1．44．NO．92015年9月ContemporaryChemicalIndustrySeptember，2015HF酸對玻璃淺層蝕刻模型的研究秦靜，龐東，袁膃，李椿方，劉通(1．北京市工業(yè)技師學院，北京100023；2．中國寰球工程公司，北京100012)摘要：為控制石英玻璃與HF酸的反應，實現(xiàn)石英玻璃精密元件的化學蝕刻和對石英玻璃工藝品的精確加工，探討了化學反應機理和腐蝕的動力學過程。重點探究了影響整個蝕刻過程的重要因素，HF酸溶液的濃度C、反應的溫度和反應的時問t與蝕刻深度之間的關(guān)系。結(jié)合powerlaw冪率模型的原理，建立了適用于石英玻璃
2、淺層蝕刻的數(shù)學模型。驗證時，選取了1O，2O℃等溫度下，4種不同濃度的HF酸體系，通過模擬曲線和實驗數(shù)據(jù)的對比，得知誤差基本維持在5％以內(nèi)。因此，該模型可以對玻璃的淺層蝕刻進行比較準確的模擬。關(guān)鍵詞：HF酸；玻璃；淺層蝕刻；數(shù)學模型中圖分類號：TQ028文獻標識碼：A文章編號：1671—0460(2015)09—2120—04StudyonSuperficialChemicalEtchingModelfortheHydroflouricAcid／SiliconDioxideSystemQINJing，PANGDong2，YUANKun，LIChun-fang，LIUTong
3、(1．BeijingIndustrialTechnicianCollege，Beijing100023，China；2．ChinaHuanqiuContracting&EngineeringCorporation，Beijing100012，China)Abstract：InordertocontrolthereactionofHF／SiO，systemandrealizeanaccuratefabricationofpreciseelementandglasshandiwork，thechemicalreactionmechanismandkineticsweredisc
4、ussed．Themajorfactorstoaffecttheetchingprocesswereinvestigated，suchasconcentrationOfHF，temperatureandtime．Combinedwithpower1awmodelasuperficialchemica1etchingmodelwasestablishedtodescribetheetchingtechnology．Thenthemodelwasverifiedat10℃and20℃withfourdifierentconcentrationsofHF．Analogcurvep
5、lottedbythemathematicalmodelwascomparedwithexperimentaldata．TheresultsshowthattherangeoferroriSwithin5％．Sothesuperficia1chemicaletchingmodelhastheabilitytocarryoutanaccuracysimulation．Kevwords：HF：Si0，：Superficialetching；Mathematicalmodel石英玻璃是典型的脆硬材料，可加工性能差，鍵中電子云偏移、鍵的極性提高，Si—O鍵強度減弱常規(guī)的機械加工導致
6、殘余應力和亞表層損傷等缺陷而易于斷裂。反應過程可用下式表達：嚴重。利用HF酸溶液對石英玻璃進行腐蝕作用，0HOIHHIOz(HF)。ff0f對精密、復雜石英玻璃元器件表面進行化學蝕刻、-Si-O-Si-+(HF)一-Si-O-Si---Si-OH+It0-Si-+HF化學拋光等加工，則不僅精度高，還可避免產(chǎn)生加同時，玻璃表面上吸附的H對O原子的親電工缺陷，同時，加工不受器件表面形狀限制、加工性侵蝕能進一步削弱Si—O鍵鍵強，對反應起催化效率較高，對改善石英玻璃元器件質(zhì)量、拓展應用作用。此過程可表示如下：領(lǐng)域具有重要意義。HH對于硅酸鹽玻璃與HF酸的反應過程，已有很＼。ff0
7、．I+(HF)一-Si-O-Si-~-Si-OH+HO-Si一HF+H多研究”，目前為止，沒有一套完整而統(tǒng)一的理論，但大多數(shù)研究者一致認為反應至少分為兩步進行：反應過程中，這種催化反應與非催化反應是同第一步在SiO表面形成硅烷醇(Si—OH)結(jié)構(gòu)，第時存在的]。由于這一過程中Si一0鍵鍵強很大，Si一0二步是HF與硅烷醇結(jié)構(gòu)反應。鍵的斷裂成為反應中最慢的一步，即是反應速率的首先，由于HF酸溶液中H+的作用，石英玻決定性步驟。一旦Si—F鍵形成，由于其強烈的極化璃表面上形成一定濃度的SiOH和SiOH。隨后，作用導致
