Помогите разобраться в хим. травлении - теория и практика

[Voice of Rain]

Желаю здравствовать. Временами приходится заниматься декоративным травлением металлов, но здесь у меня сильный перекос в сторону практики, т.е. иногда даже не скажу ур-ние реакции, но все равно травлю. Кислоты, соли - по ситуации.

 

Помогите в понимании процессов и поиске альтернативных методов:

 

ПП травят обычно хлорным железом, но это медь, тонкая фольга. Есть проблема в травлении латуни - края протравы покрываются (замещаются? о_О) медью, причем достаточно глубоко. Т.е. получаем неконтролируемые осаждения на изделии.

Вариант травления медным купоросом с поваренной солью дает тот же результат. Есть этому объяснение и способы борьбы?

 

Появилась идея. Сталь отлично "травится" медным купоросом - реакция замещения в этом случае просто идеальна для меня, возник вопрос - есть ли аналог для меди\сплавов? Пробовал железный купорос и латунь. Купорос был старым, т.е. частично разложившимся до сульфата железа (III), как я понимаю, но получить углубление удалось, на латунь при этом активно выпадал желтый осадок (железо, моментально окисляющееся?). Для чистоты эксперимента достал свежего купороса - при практически тех же условиях (!) латунь почти нетронута (сотые доли миллиметра), осадок не выпадает.

 

Надоело заниматься самолечением, хочется разобраться и понимать, а не действовать наобум.

 

P.S.Понимаю, что вопрос не совсем к химикам, но кто-нибудь травил нержавейку электролизом? Интересно поговорить, накопились вопросы.

[практик]

Есть процесс дозированного травления. Например медь чтобы не перетравить делают так.

Окунают медь в насыщенный раствор азотнокислой соли, а потом не промывая в 50% раствор серной кислоты. Каждый раз стравливается малая толщина меди.

При необходимости процесс повторяют.

[Voice of Rain]

Азотнокислая соль не принципиальна, важен сам факт присутствия ионов кислотного остатка? Малая толщина - сколько примерно? Не понадобится ли повторять процесс десятки раз для получения моих обычных глубин в 10-15 сотых мм? Но вообще медь травится просто, мои проблемы именно со сплавами.

 

Кстати, может ли образование медных "вкраплений" на латуни быть следствием того, что цинк, как более активный металл, замещается медью из раствора, стравленной с этой же детали? Как этому можно препятствовать? Какие добавки в растворе смогут связывать медь после ее стравливания с поверхности?

[Palink]

Пробовал железный купорос и латунь. Купорос был старым, т.е. частично разложившимся до сульфата железа (III), как я понимаю, но получить углубление удалось, на латунь при этом активно выпадал желтый осадок (железо, моментально окисляющееся?). Для чистоты эксперимента достал свежего купороса - при практически тех же условиях (!) латунь почти нетронута (сотые доли миллиметра), осадок не выпадает.

 

Сульфат железа (III) гидролизуется в водном растворе сильнее чем сульфат железа (II), PH реакция раствора более кислая. Кроме этого, активный металл (перед железом в списке и само железо) восстанавливает сульфат железа (III) до сульфата железа (II), при этом реакция восстановления идет легче, чем реакция замещения с сульфатом железа (II).

 

Насколько я думаю, в случае с цинком происходит вот это : Fe2(SO4)3 + 3Zn = 3ZnSO4 + 2Fe.

[Voice of Rain]

...я не указал, что про медные вкрапления и замещения цинка я писал применительно к раствору медный купорос\соль или хлорное железо.

 

А про реакцию - имеется в виду, что раствор Fe2(SO4)3 "травит" в латуни только цинк? Или медь тоже участвует, хоть она и менее активна?

[Palink]

А про реакцию - имеется в виду, что раствор Fe2(SO4)3 "травит" в латуни только цинк? Или медь тоже участвует, хоть она и менее активна?

 

Fe2(SO4)3 это трехвалентная соль, также как и FeCl3. Поэтому должна также протекать реакция и с медью, тогда - Fe2(SO4)3 + Cu = 2FeSO4 + CuSO4. Но я так полагаю что цинк быстрее и если так можно сказать, первее чем медь вступает в реакцию, поскольку он более активный. Но в любом случае трехвалентные соли железа могут реагировать с медью, хотя она стоит в списке за водородом.

[antabu]

Действительно, цинк как более активный вытравливается из латуни и она покрывается пятнами. Это зависит от структуры металла, степени нагартовки. Подобрать травитель для латуни, для удовлетворительного внешнего вида - задача нетривиальная и результат зависит от марки латуни.

А такая книжка есть? Удалите расширение .txt

[Voice of Rain]

За книжку спасибо, когда-то натыкался на нее, но потерял где-то в очередном формате винта. В ней конкретно по травлению информации и нет считай.

 

По поводу вытравливания цинка - действительно, поверхность при увеличении неоднородна, но это не так принципиально, т.к. если получить основную глубину таким травлением, а потом "сгладить" поверхность кислотой (или смесью кислот для пущего эффекта, быстрым окунанием), то выйдет вполне сносно, думаю. Попробую проверить. Травление чисто кислотой подходит не всегда из-за газообразования в реакции, подрывает защиту на мелких деталях рисунка.

 

Как проще быстро перевести сульфат железа(II) в (III)?

[Palink]

Как проще быстро перевести сульфат железа(II) в (III)?

 

В водном растворе можно перевести за счет окисления кислородом воздуха, тогда получится гидроксид железа (III) в осадке и также сульфат железа (III) в растворе, полагаю что для ускорения процесса можно барботировать (подавать воздух в раствор). Как быстро это будет, я не знаю.

 

Второй вариант это получить гидроксид железа (III) из сульфата железа (II) и натрия бикарбоната, осадок гидроксида железа (III) отмыть от сульфата натрия и прореагировать его с серной кислотой, тогда получаем воду и сульфат железа (III) в ней. Думаю можно взять электролит серный, 37%.

 

Смотрите тут мою тему, я делал гидроксид железа (III), тема в этом же разделе форума, чуть ниже. Правда я гвозди травил сперва, но вам это незачем, если у вас уже есть железный купорос... тогда вам нужна только пищевая сода, думаю на кухне найдется...

 

ПС. Или также рассмотрю другие варианты, но только доступные.

[Voice of Rain]

Можно пробовать. Концентрированную серку жалко на купорос переводить, посмотрю на выходных электролит.

 

Электролитические способы преобразования есть?