Nors tirpalo chemija ir temperatūros kontrolė yra vienodo titano lydinio cheminio poliravimo pagrindas, jie toli gražu nėra vieninteliai veiksniai, lemiantys galutinę paviršiaus kokybę. Pagal daugelį gamybos scenarijų net gerai suformuluotos vonios ir griežtai kontroliuojama temperatūra nepadeda pašalinti nevienodumo, o tai rodo, kad vis dar veikia paslėpti kintamieji, susiję su skysčių dinamika, ruošinio tvarkymu, išankstinio apdorojimo būsena ir vonios priežiūra. Šie dažnai nepastebimi elementai gali tiesiogiai sutrikdyti ėsdinimo nuoseklumą, sukelti vietinius koncentracijos gradientus arba sukurti netolygų kontaktą tarp ruošinio paviršiaus ir poliravimo tirpalo. Būsimose šios serijos dalyse toliau nagrinėsime šiuos antrinius, bet labai svarbius įtakos veiksnius, pateiksime išsamius trikčių šalinimo metodus ir sukursime visą, į gamybą orientuotą optimizavimo sistemą, kad pasiektume tikrai stabilių ir pakartojamų cheminio poliravimo rezultatų.
4. Vonios senėjimas ir titano jonų kaupimasis
Naudojant poliravimo vonią tirpale kaupiasi ištirpęs titanas. Ti³⁺ ir Ti⁴⁺ jonai padidina klampumą ir keičia vonios difuzijos charakteristikas. Šis kaupimasis yra klastingas, nes vien pH tiksliai nenurodo vonios būklės.
Esant mažoms titano koncentracijoms, vonia veikia nuspėjamai. Kai titanas kaupiasi, įvyksta keletas pokyčių: efektyvi HF koncentracija sumažėja dėl kompleksų susidarymo, sustorėja difuzijos ribinis sluoksnis, o poliravimo greitis lėtėja netolygiai. Esant didelėms koncentracijoms, ištirpęs titanas gali pradėti plisti ant ruošinio paviršių, trukdydamas tolygiai pašalinti medžiagą ir užteršti paviršių.
Vonios tarnavimo laikas labai skiriasi priklausomai nuo ruošinio geometrijos, apdorojimo temperatūros ir bendro apdoroto paviršiaus ploto. Gaminant didelius kiekius, rekomenduojama atlikti titano koncentracijos analizę (titruojant arba naudojant ICP), kai titano kiekis viršija slenkstį, paprastai tarp 15–25 g/l, dalinį vonios pakeitimą arba regeneraciją. Regeneravimo metodai apima selektyvų titano druskų nusodinimą aušinant ir filtruojant arba šviežio HF/HNO₃ koncentrato įdėjimą, kad būtų atkurtas aktyvių komponentų balansas.
5. Skysčių dinamika: maišymas, ruošinio padėties nustatymas ir masės transportavimas
Vienodas poliravimas reikalauja vienodo šviežio tirpalo patekimo į kiekvieną ruošinio paviršiaus tašką. Sustingusiose arba prastai maišomose voniose dėl vietinio reagentų išeikvojimo ir reakcijos produktų kaupimosi susidaro koncentracijos gradientai, kurie tiesiogiai paverčia ne{1}}vienodus poliravimo rezultatus.
Galimi keli maišymo būdai, kurių kiekvienas turi skirtingas savybes:
Didelėms arba geometriškai sudėtingoms dalims dažniausiai geriausiai pasiteisina kombinuotas metodas: srauto recirkuliacija, kad būtų išlaikytas tūrinio tirpalo vienodumas, ir mechaninis ruošinio maišymas, kad paviršiuje būtų pažeisti ribiniai sluoksniai. Taip pat svarbi ruošinio orientacija. Plokščios plokštės turi būti išdėstytos vertikaliai, o ne horizontaliai, kad dujų burbuliukai nepatektų į paviršių. Dalims su aklinomis angomis arba vidinėmis ertmėmis reikia specialaus tvirtinimo, kad būtų užtikrintas tirpalo keitimas tose ypatybėse.
6. Išankstinis-apdorojimas ir paviršiaus būklės efektai
Ne{0}}vienodas poliravimas dažnai prasideda ruošiniui dar nepatenkant į poliravimo vonią. Titano paviršiai natūraliai turi pasyvią oksido plėvelę, kurios storis ir sudėtis skiriasi priklausomai nuo ankstesnės šiluminės ir mechaninės istorijos. Jei ši oksido plėvelė nėra tolygiai pašalinama prieš poliruojant, pradinis ataka vyks skirtingais greičiais visame paviršiuje ir gaunamas ne-vienodas rezultatas, net jei tolesnis poliravimo procesas yra puikiai kontroliuojamas.
Standartinis tirpalas yra dviejų{0}}pakopų metodas: pirma, prieš-poliruojamas deoksidavimo etapas, naudojant švelnesnį rūgštinį mišinį, kad būtų vienodai pašalintas natūralus oksidas. Tik tada ruošinys patenka į viso -stiprumo cheminio poliravimo vonią. Taip pat būtinas šarminis riebalų šalinimas, po kurio kruopščiai nuplaunamas. Bet koks alyvos, riebalų ar parduotuvės dirvožemio likutis blokuoja rūgščių patekimą vietoje, todėl susidaro būdingos neišgraviruotos dėmės ar dėmės. Tyrimai parodė, kad užteršimas apdorojimo, sandėliavimo ir transportavimo metu yra pagrindinė vietinio titano paviršių spalvos pasikeitimo priežastis.
Vandens kokybė yra dažnai nepastebimas kintamasis. Dejonizuotas arba distiliuotas vanduo turi būti naudojamas tiek vonios-ir skalavimo etapams. Vandentiekio vanduo patenka į chloridus, sulfatus ir metalo jonus, kurie gali trikdyti vonios chemiją arba palikti džiūvimo dėmes ant poliruotų paviršių.
Tęsinys
