一種微氟玻璃蝕刻拋光方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種微氟玻璃蝕刻拋光方法，氟化鈉和硫酸鈉分別研磨后，和磷酸二氫鈉、水、活性劑按照10:7-8:1:5-6：5的重量比例混合配成蝕刻液進(jìn)行刻蝕。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比有以下優(yōu)點(diǎn)：一、避免直接使用大量氫氟酸，所使用的藥品回收簡(jiǎn)單完全能實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。二、蝕刻速率快，深度大、均勻性好、安全性高，可達(dá)到生產(chǎn)實(shí)用要求。三、符合環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的理念，達(dá)到清潔生產(chǎn)的要求，針對(duì)此項(xiàng)技術(shù)所設(shè)計(jì)的廢水進(jìn)行處理方法，使處理過(guò)的廢水達(dá)到國(guó)家級(jí)排放的標(biāo)準(zhǔn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種微氟玻璃蝕刻拋光方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化學(xué)加工領(lǐng)域的玻璃蝕刻拋光技術(shù)，尤其涉及的是一種微氟玻璃蝕刻 拋光方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 玻璃儀器、儀表、電子材料顯示屏等玻璃工件的精加工是目前科學(xué)發(fā)展的需要。如 何提高玻璃工件的精密度和準(zhǔn)確度是擺在專(zhuān)業(yè)研究者面前的主要課題。特別是在電子材 料顯示方面的玻璃工件需要高精密度和高準(zhǔn)確度的蝕刻技術(shù)來(lái)完成，傳統(tǒng)的氫氟酸一硫酸 蝕刻技術(shù)由于產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染即將瀕臨淘汰，應(yīng)運(yùn)而生的玻璃蝕刻技術(shù)主要有：氟化 銨一硫酸法、氟化鈉一硫酸法、氟化銨一鹽酸法等，這些方法雖然大大降低了對(duì)人體的危 害，但其蝕刻的效果遠(yuǎn)不及氫氟酸一硫酸法。
[0003] 玻璃是一種無(wú)機(jī)非金屬材料，具有悠久的歷史和優(yōu)良特性，其用途十分廣泛，涉及 到生活的方方面面。玻璃蝕刻拋光技術(shù)是玻璃深加工處理中不可缺少的部分，具有舉足輕 重的地位。玻璃經(jīng)過(guò)蝕刻拋光后，除了具有玻璃自身的性能外，還具有普通玻璃不具有的特 性。玻璃蝕刻拋光技術(shù)可應(yīng)用于電子產(chǎn)品玻璃基片和基面的拋光、精密玻璃儀器和儀表的 拋光、玻璃精密光學(xué)工件、玻璃產(chǎn)品刻度、建筑裝飾材料、高端藝術(shù)品等的制作。
[0004] 近年來(lái)，玻璃產(chǎn)品深度開(kāi)發(fā)與利用越來(lái)越被大家所關(guān)注。從環(huán)境科學(xué)和可持續(xù)發(fā) 展的現(xiàn)實(shí)出發(fā)，尋求一種環(huán)保的、效果良好的蝕刻技術(shù)是我們的目的所在。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù) 的發(fā)展，蝕刻拋光技術(shù)將不斷創(chuàng)新，同時(shí)玻璃蝕刻將會(huì)融入多功能、智能化和環(huán)境友好等理 念，開(kāi)發(fā)出更多含高科技成分的新產(chǎn)品。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是用一種綠色環(huán)保的微氟催化循環(huán)蝕刻拋光技術(shù)代 替?zhèn)鹘y(tǒng)的直接用氫氟酸對(duì)玻璃表面進(jìn)行蝕刻的技術(shù)，并且侵蝕效果比直接用氫氟酸侵蝕更 均勻，侵蝕的深度大，減少了對(duì)環(huán)境的污染，符合綠色生產(chǎn)的要求。
[0006] 微氟玻璃蝕刻拋光技術(shù)是利用反應(yīng)產(chǎn)生的微量氟對(duì)玻璃進(jìn)行快速蝕刻，經(jīng)該技術(shù) 蝕刻后的玻璃基面，可達(dá)到無(wú)痕蝕刻的效果，即蝕刻后的玻璃基面和原生玻璃基面基本相 吻。經(jīng)蝕刻后的玻璃產(chǎn)品耐應(yīng)強(qiáng)度大（耐應(yīng)力強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出HF-H2S04法，機(jī)械打磨等，目 前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的玻璃拋光技術(shù)）蝕刻液可循環(huán)使用，廢液經(jīng)處理后可達(dá)到排放，故是進(jìn)行清 潔生產(chǎn)的行之有效的方法。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0008] -種微氟玻璃蝕刻拋光方法，氟化鈉和硫酸鈉分別研磨后，和磷酸二氫鈉、水、活 性劑按照10:7-8:1:5-6 :5的重量比例混合配成蝕刻液進(jìn)行刻蝕。
[0009] 所述的微氟玻璃蝕刻拋光方法，所述活性劑為硫酸銨或四硼酸鈉。
[0010] 所述的微氟玻璃蝕刻拋光方法，所述活性劑替換為稠化劑，所述稠化劑為淀粉，將 氟化鈉和硫酸鈉分別研磨后，和磷酸二氫鈉、水、淀粉按照10:8:1:6 :5的重量比例混合配 成蝕刻液進(jìn)行刻蝕。
[0011] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比有以下優(yōu)點(diǎn)：一、避免直接使用大量氫氟酸，所使用的藥品 回收簡(jiǎn)單完全能實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。二、蝕刻速率快，深度大、均勻性好、安全性高，可達(dá)到生產(chǎn) 實(shí)用要求。三、符合環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的理念，達(dá)到清潔生產(chǎn)的要求，針對(duì)此項(xiàng)技術(shù)所設(shè)計(jì) 的廢水進(jìn)行處理方法，使處理過(guò)的廢水達(dá)到國(guó)家級(jí)排放的標(biāo)準(zhǔn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1至圖7均為本發(fā)明實(shí)施例的掃描電鏡圖片。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 對(duì)樣品進(jìn)行分析（侵蝕深度：用分析天平稱(chēng)量侵蝕前后玻璃樣片的重量差來(lái)比較 (實(shí)驗(yàn)所選的玻璃樣片規(guī)格完全相同）；表面平整度和凹凸均勻度：用SM-6390型掃描電鏡 觀察）。
[0014] 以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0015] 實(shí)例 1 :
[0016] 氟化鈉（無(wú)機(jī)鹽1)和硫酸鈉（無(wú)機(jī)鹽2)分別研磨后，和磷酸二氫鈉、水以 10:8:1:1的重量比例，配成蝕刻液。再將蝕刻液涂在預(yù)處理好的玻璃上。在250C下放置1 小時(shí)后，對(duì)玻璃表面進(jìn)行清洗。通過(guò)掃描電鏡對(duì)其表面形貌進(jìn)行觀察。預(yù)處理步驟：超聲波 洗滌（低頻）一酸洗滌（重鉻酸和硫酸的任意比例混合液）一有機(jī)溶劑丙酮浸泡3分鐘一 蒸餾水洗滌一加熱一貼保護(hù)層。
[0017] 如圖1，發(fā)現(xiàn)蝕刻表面不均勻，表面發(fā)白，有側(cè)蝕現(xiàn)象，蝕刻深度很小。
[0018] 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：蝕刻前17. 4801克蝕刻后17. 4431克
[0019] 侵蝕深度：m 蝕刻前-m 蝕刻后=17. 4801-17. 4431 = 0· 0370
[0020] 實(shí)例 2 :
[0021] ①取氟化鈉和硫酸鈉分別研磨后，和磷酸二氫鈉、水和淀粉（調(diào)節(jié)溶液的粘稠）以 10:8:1:1 :5的比例，配成蝕刻液，再將蝕刻液涂在預(yù)處理好的玻璃上。在280C下放置1小 時(shí)后，對(duì)玻璃表面進(jìn)行清洗。通過(guò)掃描電鏡對(duì)其表面形貌進(jìn)行觀察，如圖2。
[0022] 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：蝕刻前17. 0375克；蝕刻后17. 4063克；
[0023] 侵蝕深度：m 蝕刻前-m 蝕刻后=17. 0375-17. 4063 = 0· 0375 ;
[0024] ②取氟化鈉和硫酸鈉分別研磨后，和磷酸二氫鈉、水和淀粉（調(diào)節(jié)溶液的粘稠）以 10:8:1:6 :5的比例，配成蝕刻液，再將蝕刻液涂在預(yù)處理好的玻璃上。在280C下放置1小 時(shí)后，對(duì)玻璃表面進(jìn)行清洗通過(guò)掃描電鏡對(duì)其表面形貌進(jìn)行觀察，如圖3。
[0025] 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：蝕刻前17. 0577克；蝕刻后17. 0103克；
[0026] 侵蝕深度：m 蝕刻前-m 蝕刻后=17. 0577-17. 0103 = 0· 0474 ;
[0027] 通過(guò)圖2和圖3比較，發(fā)現(xiàn)按10:8:1:6 :5的比例配成的蝕刻液效果較優(yōu)（如圖 3)，蝕刻表面較均勻，基本沒(méi)有側(cè)蝕，蝕刻深度較大。
[0028] 實(shí)例 3 :
[0029] ①取氟化鈉和硫酸鈉分別研磨后，和磷酸二氫鈉、水、活性劑四硼酸鈉以 10:8:1:1 :5的比例配成蝕刻液，再將蝕刻液涂在預(yù)處理好的玻璃上在280C下放置1小時(shí) 后，對(duì)玻璃表面進(jìn)行清洗。通過(guò)掃描電鏡對(duì)其表面形貌進(jìn)行觀察，如圖4。
[0030] 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：蝕刻前17. 2908克；蝕刻后17. 1773克；
[0031] 侵蝕深度：m 蝕刻前-m 蝕刻后=17. 2908-1773 = 0· 1135 ;
[0032] ②取氟化鈉和硫酸鈉分別研磨后，和磷酸二氫鈉、水、活性劑四硼酸鈉以 10:8:1:6 :5的比例，配成蝕刻液，再將蝕刻液涂在預(yù)處理好的玻璃上。在280C下放置1小 時(shí)后，對(duì)玻璃表面進(jìn)行清洗。通過(guò)掃描電鏡對(duì)其表面形貌進(jìn)行觀察，如圖5。
[0033] 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：蝕刻前17. 6257克；蝕刻后17. 4890克；
[0034] 侵蝕深度：m 蝕刻前-m 蝕刻后=17. 6257-17. 4890 = 0. 1367 ;
[0035] 通過(guò)圖4和圖5對(duì)比，發(fā)現(xiàn)按以10:8:1:6 :5的比例配成蝕刻液（如圖5)，表面平 整度和凹凸均勻度都得到較好的改善，蝕刻深度較大。
[0036] 實(shí)例 4 :
[0037] ①取氟化鈉和硫酸鈉分別研磨后，和磷酸二氫鈉、水、硫酸銨（對(duì)蝕刻液起分散作 用）以10:8:1:3 :5的比例，配成蝕刻液，再將蝕刻液涂在預(yù)處理好的玻璃上。在280C下放 置1小時(shí)后，對(duì)玻璃表面進(jìn)行清洗。通過(guò)掃描電鏡對(duì)其表面形貌進(jìn)行觀察，如圖6。
[0038] 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：蝕刻前17. 8512克；蝕刻后17. 2797克；
[0039] 侵蝕深度：m 蝕刻前-m 蝕刻后=17. 8512-17. 2797 = 0. 5715 ;
[0040] ②取氟化鈉和硫酸鈉分別研磨后，和磷酸二氫鈉、水、硫酸銨（對(duì)蝕刻液起分散作 用）10:7:1:5:5的比例，配成蝕刻液，再將蝕刻液涂在預(yù)處理好的玻璃上在280C下放置1 小時(shí)后，對(duì)玻璃表面進(jìn)行清洗。通過(guò)掃描電鏡對(duì)其表面形貌進(jìn)行觀察，如圖7。
[0041] 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：蝕刻前17. 3937克；蝕刻后16. 6074克；
[0042] 侵蝕深度：m 蝕刻前-m 蝕刻后=17. 3937-16. 6074 = 0· 7863 ;
[0043] 通過(guò)圖6和圖7對(duì)比，發(fā)現(xiàn)以10:7:1:5:5的比例配成蝕刻液（如圖7)，蝕刻后樣 品表面較均勻，基本沒(méi)有側(cè)蝕，蝕刻深度大，整體效果優(yōu)良。
[〇〇44] 應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換， 而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種微氟玻璃蝕刻拋光方法，其特征在于，氟化鈉和硫酸鈉分別研磨后，和磷酸二氫 鈉、水、活性劑按照10:7-8:1:5-6 :5的重量比例混合配成蝕刻液進(jìn)行刻蝕。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微氟玻璃蝕刻拋光方法，其特征在于，所述活性劑為硫酸銨 或四硼酸鈉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微氟玻璃蝕刻拋光方法，其特征在于，所述活性劑替換為 稠化劑，所述稠化劑為淀粉，將氟化鈉和硫酸鈉分別研磨后，和磷酸二氫鈉、水、淀粉按照 10:8:1:6 :5的重量比例混合配成蝕刻液進(jìn)行刻蝕。
【文檔編號(hào)】C03C15/00GK104045241SQ201410265784
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】劉存海, 張佳 申請(qǐng)人:劉存海, 張佳