2.4 Смесь фторида аммония, фосфорной кислоты и этиленгликоля в травлении

Данная смесь имеет следующий состав: Фосфорная кислота – 17-68%, фторид аммония – 0,008-0,02%, этиленгликоль – 2-10%, вода – остальное.

Преимущества предлагаемого состава травителя, по сравнению с известными, заключаются в следующем: снижение концентрации фторида аммония и наличие этиленгликоля способствуют замедлению процесса травления титана. При обработке титановых имплантатов заявляемым травителем на поверхности формируется определенный микрорельеф, обеспечивающий хорошее сцепление биоактивного покрытия с имплантатом. Увеличение концентрации фосфорной кислоты приводит к образованию остаточного слоя на поверхности титана, состоящего из нестехиометрических фосфатов титана, которые имеют химическое сродство к фосфорсодержащим биоактивным покрытиям и костной ткани. Наличие фторида аммония в заявленных пределах только катализирует процесс окисления поверхности титана, но не является самостоятельным окислителем, поэтому фтор-ион отсутствует в составе остаточного оксидного слоя на травленой поверхности титана.

Ti + H₃PO₄ = Ti_x(PO₄)_y

Ti⁴⁺ + 2H₂O = Ti(OH)₂²⁺ + 2H⁺

Ti(OH)₂²⁺ + HPO₄^2- = Ti(OH)₂(HPO₄)

2 Ti(OH)₂(HPO4) = Ti₂O(PO₄)₂ 2H₂O + H₂O

Образцы титана перед химическим травлением обезжиривают при кипячении последовательно в двух порциях четыреххлористого углерода в течение 10 мин. Образец взвешивают, помещают в травитель на 2-10 мин. По окончании травления образец промывают тремя порциями дистиллированной воды, сушат в изопропиловом спирте и взвешивают.

Глава 3. Электрохимическое травление.

Метод электрохимического травления коротко заключается в следующем: деталь, на которую специальным лаком нанесён рисунок, маска, погружается в раствор электролита, где деталь является анодом. Катодом, который также погружен в раствор электролита, служит полоска нержавеющей стали. При включении тока происходит электрохимическое травление, то есть растворение незащищенных лаком поверхностей детали.

Подготовка детали, как правило, сводится к тщательному обезжириванию поверхностей, на которых будет наноситься лак, выступающий в роли маски для защиты отдельных частей детали от травления. На обезжиренную поверхность лак приклеивается очень прочно, что гарантирует, что в процессе травления его не оторвет то детали, что приведет к неустранимому браку в виде нежелательно протравленных участков. Так можно вообще испортить изделие. Помимо этого, если на поверхности, подлежащей травлению, останется не обезжиренный участок (к примеру, даже отпечаток вашего собственного пальца), то этот жир может сработать как слой лака, защитив поверхность от травления. И тогда вы получите вытравленный отпечаток пальца. Этот дефект неприятный, но в большинстве случаев устранимый методом повторного травления.

Обезжиривают деталь путем её замачивания в растворе мыла, стирального порошка в горячей воде на некоторое время. Затем деталь тщательно прочищается щеткой в том же растворе. С хорошо обезжиренного металла вода стекает полностью, не оставляя капель и потеков. Если остаются капли, вода прилипает к металлу (точное выражение), то в этих местах есть жир. Для обезжиривания сложных деталей, имеющих трудно промываемые отверстия, щели и пр. используют ультразвуковую ванну. В домашних условиях с успехом заменяемую бытовой ультразвуковой компактной машинкой. Применение ультразвука значительно сокращает время обезжиривания и повышает качество. Но в большинстве случаев в этом нет необходимости.

Для нанесения надписей и рисунков на металл используется специальный лак. Состав и метод приготовления отработан в результате практической работы и при выполнении этих рекомендаций гарантирует качество работы. Лак обеспечивает надежную защиту участков детали от вытравливания и легко удаляется в конце процесса.