|
— образовывать на поверхности анода ограниченные по толщине прочные или высоковязкие слои;
— быть химически неактивным при отсутствии тока;
— иметь простой состав (мало компонентов, отсутствие дефицитных химикатов);
— быть безопасным в обращении и при хранении;
— быть устойчивым к хранению и эффективным в использовании;
— иметь рабочую температуру, близкую к 20°С;
— быть нечувствительным к колебаниям температуры;
— быть пригодным и для электролитического травления.
Таджима нашел взаимосвязь между характером оксида полируемого металла и основной составляющей электролита. Для металлов, образующих основные оксиды, главной составляющей электролита является кислота, кислотные — основание, амфотерные — кислота или основание; для металлов, склонных к образованию комплексных соединений, требуются цианидные растворы. Поскольку большинство металлов имеют основные оксиды, наиболее распространены электролиты на базе кислот. Среди кислот важнейшими составляющими электролитов являются перхлорная и серная кислоты. Ниже приведены основные компоненты электролитов для полирования некоторых металлов и сплавов: 
Другой важной группой веществ являются ионизирующие жидкости, такие как вода, спирты, уксусная кислота, и жидкости, повышающие вязкость раствора, такие как гликоли. Иногда добавляют буферные (замедляющие реакцию) и поверхностно-активные вещества, механизм действия которых еще недостаточно ясен. Попилов и Зайцева подразделяют электролиты на группы: кислые одно-, двух- и многокомпонентные электролиты с неорганическими, органическими или комплексообразующими добавками, спиртовые электролиты, цианидные электролиты и электролиты-расплавы. Металлы можно полировать и в органических растворах. При этом образуется анодный полупроводящий слой.
Наиболее предпочтительными являются электролиты, в которых полируется большинство основных металлов, образующих основные оксиды и их сплавы. Часто их неправильно называют универсальными электролитами. Метаноловые растворы азотной и перхлорной кислот являются такими многоцелевыми электролитами (например, 1 часть HN03 и 2 части СН3ОН или 2 — 20% раствор НСlO4 в СН3ОН). Помимо состава электролита, важную роль играют его плотность, вязкость и электропроводность. Так, Гопкинс с сотрудниками в 1—6 % растворе НСlO4 в метаноле при —70 °С успешно полировали 52 чистых металла периодической системы. Габе также отметил превосходные качества этого электролита. В таких электролитах подавляется выделение кислорода. Например, для Pb, Sn и Си кривые плотность тока — потенциал идентичны. Аналогично превосходно действует азотнокислометаноловый электролит (сплавы Fe, Al, Си, Ti, Ni). В табл. 4.28 предлагается выбор опробованных полирующих электролитов для часто исследуемых групп материалов. Что касается других материалов, укажем публикации в специальной литературе.
Факторы, влияющие на процесс поли- 
рования. После подбора электролита для материала образца результаты полирования зависят от многих факторов: конфигурации электролитического поля, соотношения поверхностей анода и катода, расположения электродов и расстояния между ними, напряжения, плотности тока, перемешивания и температуры электролита, состояния поверхности образца, длительности полирования.
Первые три из приведенных параметров определяются полировальным прибором. Поверхность анода чаще всего располагается горизонтально на постоянном расстоянии над катодом. Конфигурация электрического поля и соотношение поверхностей электродов определяются отверстием маски. Распределение силовых линий электрического поля должно быть однородным, а поверхность катода должна быть существенно больше поверхности анода. В остальном эти параметры некритичны и выбираются из конструктивных соображений. Так, например, применяются проволочные, трубчатые, сетчатые и листовые катоды при различном их расположении относительно анода. При микроскопическом наблюдении за процес-
сом съема электрическое поле из-за наличия смотрового окна, в электроде неоднородно, а расстояние между электродами, обусловленное фокусным расстоянием объектива, очень мало.
Растворение металла может происходить при постоянном, пульсирующем, периодическом с паузой или без нее, т.е. при симметричном или асимметричном напряжении (рис. 4.67). Однако на практике преобладающее приме 
нение нашел все же выпрямленный двухполупериодный ток (рис. 4.67, в). Штайнер исследовал разнообразные схемы выпрямления тока и влияние переменной составляющей тока на процесс электрополирования. Для улучшения процесса съема материала (полирование пассивирующегося металла) или оптимизации процесса сглаживания рельефа была предложена, исходя из теоретических соображений и практических наблюдений, специальная схема включения. Диперс и Яблонски объясняют плохое микровыравнивание грубой шероховатой поверхности постоянным образованием, разрывами и отслоением пассивного слоя при постоянно изменяющихся локальных условиях полирования и рекомендуют периоди-
|
Научные исследования
Микроскопы и образцы в металлографии
Технология изготовления образцов
