CS253693B1 - Process for the etching of solid substance,containing aluminium ions - Google Patents

Process for the etching of solid substance,containing aluminium ions Download PDF

Info

Publication number
CS253693B1
CS253693B1 CS863104A CS310486A CS253693B1 CS 253693 B1 CS253693 B1 CS 253693B1 CS 863104 A CS863104 A CS 863104A CS 310486 A CS310486 A CS 310486A CS 253693 B1 CS253693 B1 CS 253693B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
etching
ions
boron
lithium
aluminum
Prior art date
Application number
CS863104A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS310486A1 (en
Inventor
Juraj Sulovsky
Jiri Kvapil
Original Assignee
Juraj Sulovsky
Jiri Kvapil
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Juraj Sulovsky, Jiri Kvapil filed Critical Juraj Sulovsky
Priority to CS863104A priority Critical patent/CS253693B1/en
Publication of CS310486A1 publication Critical patent/CS310486A1/en
Publication of CS253693B1 publication Critical patent/CS253693B1/en

Links

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

Způsob leptání pevné látky, ve vodě nerozpustné, obsahující ionty hliníku, postupem, který vylučuje tvorbu nerozpustných zplodin'leptání, ulpívajících na povrchu látky, jímž lze snadno čistit tyto povrchy, přičemž volbou teploty a koncentrace leptacího roztoku lze docílit buďto vysoké chemické čistoty a/nebo optické propustnosti leptaného povrchu, vhodný například pro čištění výrobků z monokrystalů korundu nebo fosfátových fotoluminiscenčních skel a to tím, že povrch se leptá v roztoku připraveném z 60 až 99 hmot.,% kyseliny fosforečné H3PO4 a/nebo sírové H28O4 a 1 až 40 hipot. % vody s takovým přídavkem sloučenin boru a lithia, aby v roztoku během leptaní byl hmotnostní poměr iontů hliníku, boru a lithia Al3+ : B3+ 3 a Al3+ : Li112, případně bez tohoto přípravku, kdy složení leptané látky odpovídá shora uvedenému hmotnostnímu poměru iontů hliníku, boru a lithia.A method of etching a solid in water insoluble, containing aluminum ions, by a process which avoids the formation of insoluble pollutants adhering to the surface substances that can be easily cleaned surfaces, with the choice of temperature and concentration etching solution can be achieved either high chemical purity and / or optical an etched surface permeability, suitable for example for cleaning products from single crystals corundum or phosphate photoluminescent glass by etching the surface in a solution prepared from 60 to 99% by weight of the acid phosphorous H3PO4 and / or sulfuric H28O4 and 1 to 40 hipot. % of water with such addition boron and lithium compounds to keep in solution during etching, the mass ratio of ions was aluminum, boron and lithium Al3 +: B3 + 3 and Al3 +: Li112, possibly without this formulation when the composition the etched material corresponds to the above weight ratio of aluminum, boron ions and lithium.

Description

Vynález se týká způsobu leptání pevné látky, nerozpustné ve vodě, obsahující hlinité ionty postupem, který vylučuje tvorbu nerozpustných zplodin leptání, ulpívajících na povrchu látky.The present invention relates to a process for etching a water-insoluble solid containing aluminum ions by a process which avoids the formation of insoluble etch products adhering to the surface of the fabric.

Oxid hlinitý se využívá jako výchozí látka pro řadu výrobků, například monokrystalů, keramiky, skel a podobně.Alumina is used as a starting material for a variety of products, such as monocrystals, ceramics, glass, and the like.

V průběhu vlastní přípravy nebo při opracování těchto materiálů dochází k znečištění jejich povrchu, kdy nečistoty jsou tak silně vázány, že využití prostých fyzikálních procesů k do&onalérau čiStění povrchů nestačí. Tím se zhoršují nejen užitné vlastnosti příslušných výrobků, ale v řadě případů nelze rozměrově nebo jinak neupotřebitelné části využít ani jako surovinu pro přípravu nové šarže. Z toho důvodu je nutné povrch látek ve vodě nerozpustných, obsahujících hlinité ionty leptat. Jako leptací lázeň lze s výhodou použít kyseliny sírové a v případě chemicky zvlášt odolných látek kyseliny fos forečné, zejména aa zvýšené teploty. Pokud však leptací lázeň a/nebo leptaná látka obsahuje fosforečnanové ionty ve větších koncentracích, tvoří se zpravidla na povrchu leptané látky pevně ulpívající ostrůvky nebo tenké, ale souvislé povlaky fosforečnanu hlinitého, což je na závadu jak z hlediska dosažení čistoty průhledného povrchu, ale i z hlediska chemické čistoty, protože vzniklý reakční produkt zabraňuje odleptání povrchové vrstvy.During the preparation or processing of these materials, their surface is contaminated, where the impurities are so strongly bound that the use of simple physical processes is not sufficient to finish the surfaces. This deteriorates not only the utility properties of the products concerned, but in many cases the dimensionally or otherwise unusable parts cannot be used as a raw material for the preparation of a new batch. For this reason, it is necessary to etch the surface of the water-insoluble substances containing aluminum ions. Sulfuric acid and, in the case of chemically particularly resistant materials, phosphoric acid, in particular at elevated temperatures, are preferably used as the etching bath. If, however, the etching bath and / or the etched material contains phosphate ions in higher concentrations, islets generally adhere to the surface of the etched material or thin but continuous aluminate phosphate coatings, which is detrimental both to the purity of the transparent surface and chemical purity because the resulting reaction product prevents the surface layer from being etched.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob leptání pevné látky obsahující hlinité ionty podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom,že tyto povrchy se leptají v roztoku sestávajícím z 60 až 99 hmot.% kyseliny fosforečné H^PO^ a/nebo síro253 693The aforementioned drawbacks are eliminated by the process of etching a solid containing aluminum ions according to the invention, which consists in that these surfaces are etched in a solution consisting of 60 to 99% by weight of phosphoric acid H 2 PO 4 and / or sulfur253 693

vé a 1 až 40 hmot.# vody a takové množství sloučenin boru a lithia, aby v roztoku během leptání byl hmotnostní poměr iontů. AI ♦ B^4 3 & Al^4 s Li+ 12.1 to 40% by weight of water and an amount of boron and lithium compounds such that the weight ratio of the ions is in the solution during the etching. AI ♦ B ^ 4 3 & Al ^ 4 with Li + 12.

jl 1jl 1

Ionty B a Li Bájí iontový poloměr menší než ionty Al^4, takže snadno vstupují do mřížky fosforečnanu hlinitého, který pak obsahuje defekty, což se v praxi projeví jeho nepatrnou přilnavostí na povrchu leptané látky 'proti čistému fosforečnanu hlinitému. Příměs iontů B^4” například ve formě kyseliny borité a iontů Li4 například ve formě uhličitanu lithného není zapotřebí do leptacího roztoku přidávat tehdy, kdy bor nebo lith um je přítomno v leptané látce v takovém množství, že hmotnostní poměry Al^4 s B^4 3 a Al^4 s £i+ Ions of B and Li fable ionic radius smaller than the ions of Al ^ 4 so easily enter the lattice of aluminum phosphate, which then contains defects, which should lead to a slight adhesion to the surface of the etched substance 'against pure aluminum phosphate. The dopant ions, B-4, "for example in the form of boric acid and ions of Li 4 for example in the form of lithium carbonate is not necessary to the etching solution adding time when boron or a lith microns is present in the etched substance in such a quantity that the weight ratio Al-4 to B 4 433 and Al £ 4 with i +

12, platí i pro ni.12, also applies to it.

Leptáním se potom do roztoku uvolňují ionty Al^4-, B^4 a li ve stejném poměr u a ionty B*^, respektive boritanů a Li+ zabraňují tvorbě celistvého fosforečnanu hlinitého na povrchu leptané látky a leptání pak může probíhat vysokými rychlostmi.Etching is then released into a solution of ions of Al-4, B-4, and if at the same relatively ions R u B * ^, borates or Li + and prevent the formation of a coherent aluminum phosphate on the surface of the etched material and then etching can be performed at high speeds.

Způsobem podle vynálezu lze jednoduše čistit povrchy látek, obsahujících hlinité ionty, přičemž volbou teploty a koncentrace leptacího roztoku lze docílit bul vysoké chemické čistoty a/nebo optické propustnosti leptaného povrchu.By the method of the invention, the surfaces of the materials containing aluminum ions can be easily cleaned, and by selecting the temperature and the concentration of the etching solution, one can achieve high chemical purity and / or optical permeability of the etched surface.

Příklad 1Example 1

Monokrystaly pěstované Verneuilovou metodou tvořené safírem měly neprůhledný povrch, což bylo způsobeno přilnutím částic výchozího práškovitého oxidu hlinitého na krystaly během pěstování. Z toho důvodu nebylo možno v monokrystalech určovat obsah vnitřních vad a to ani použitím imersí. Proto byly monokrystaly čištěny leptáním ve směsi sestávající z 10 hmot.# kyseliny sírové HgSO^ 98# a 90 hmot.# kyseliny fosforečné H^PO^ 85#. Leptání bylo prováděno aahříváním monokrystalů v uvedené směsi kyselin na teplotu 250 °C, které bylo dosaženo za 1 h a výdrž na této teplotě byla 1/4 h. Po ochlazení byly monokrystaly opláchnuty vodou a jejich povrch byl sice většinou dobře průhledný, ale vykazoval četné pevně lpící ostrůvky cizí fáze, jejichž rentgenografický rozbor ukázal, že se jedná o fosforečnan hlinitý A1P0/ *The single crystals grown by the Verneuil method of sapphire had an opaque surface due to the adherence of particulate alumina particles to the crystals during cultivation. Therefore, it was not possible to determine the content of internal defects in single crystals, even by using immersion. Therefore, the single crystals were purified by etching in a mixture consisting of 10 wt% sulfuric acid HgSO 4 98 # and 90 wt% phosphoric acid H 4 PO 4 85 #. The etching was carried out by heating the monocrystals in the acid mixture at 250 DEG C., which was achieved in 1 h and held at this temperature for 1/4 h. After cooling, the monocrystals were rinsed with water and their surface was mostly well transparent but exhibited numerous solids adhering islets of foreign phase whose X-ray analysis showed that it is aluminum phosphate A1P0 / *

-3253 693-3253 693

Použitá leptací směs byla prakticky čirá. Jestliže však před leptání® bylo podle vynálezu na 1000 ml směsi kyselin přidáno 8g kyseliny boritá 1,4gB^+ a 2 g uhličitanu lithnéI ho, což odpovídá 0,375 g Li , byl po leptání povrch monokrystalů zcela čistý. Ana-lyza leptací směsi po provedeném leptání ukázala, že v 1000 ml obsahuje 4,2 g Al^+, což odpovídá hmotnostnímu poměru Al^+ : B^” = 3 a Al^+ : Li+ = 11,2. Teprve při vyšším obsahu hlinitých iontů se na povrchu monokrystalu objevily úsady.The etching mixture used was practically clear. However, if, according to the invention, 8g of boric acid 1.4gB4 + and 2g of lithium carbonate corresponding to 0.375g of Li were added per 1000 ml of the acid mixture according to the invention, the surface of the single crystals was completely clean after the etching. Analysis of the etching mixture after etching showed that in 1000 ml it contained 4.2 g of Al @ + + , corresponding to the weight ratio of Al @ + : B @ + = 3 and Al @ + : Li @ + = 11.2. Only at a higher content of aluminum ions deposited on the surface of the single crystal.

Přiklad 2Example 2

Potoluminiscenční sklo o složení 50 hmot.% fosforečnanu hlinitého Al(PO^)^, 25 hmot.% fosforečnanu draselného KPO^, hmot.% fosforečnanu barnatého BaCPO^),, a 5 hmot.% fosforečnanu stříbrného AgPO^ bylo povrchově čištěno od zbytků brusivá po řezání a broušení leptáním v kyselině fosforečné 60 % při teplotě 75 až 85 °C po ddbu 60 min. Aby se zabránilo slepování jednotlivých kusů skla, byly uloženy odděleně na teflonové mřížce. Ke kyselině fosforečné byla přidána kyselina boritá H3BO4 v množství 10g/1000 ml, t.j. 1,75 g B3+/1000 ml, a uhličitan lithný v množství 3,2 g/1000 ml, t.j. 0,6g Lí+/1000 ml. Leptání probíhalo i při opakovaném použití téže leptací lázně bez závad až do koncentrace hlinitých iontů na přibližněThe post-luminescent glass having a composition of 50% by weight of aluminum phosphate Al (PO4), 25% by weight of potassium phosphate (KPO4),% by weight of barium phosphate (BaCPO2), and 5% by weight of silver phosphate AgPO4 was surface-cleaned abrasives after cutting and sanding by etching in phosphoric acid 60% at a temperature of 75 to 85 ° C after a shake time of 60 min. In order to prevent the individual pieces of glass from sticking together, they were placed separately on a Teflon grid. Boric acid H 3 BO 4 was added to the phosphoric acid in an amount of 10 g / 1000 ml, ie 1.75 g B 3+ / 1000 ml, and lithium carbonate in an amount of 3.2 g / 1000 ml, ie 0.6 g Li + / 1000 ml. The etching took place even after repeated use of the same etching bath without defects up to the concentration of aluminum ions to approximately

5,3 g Al^/lOOO ml, což odpovídá hmotnostnímu poměru Al^+: B^+ = 3 a Al^’ : Li « 8,8. Při zvýšení koncentrace hlinitých iontů nad uvedenou mez se začaly na povrchu skla tvořit nerozpustné povlaky složené převážně z fáze fosforečnanu hlinitého AlPO^ již při jejím prvním použití a to i v případě, že obsah fosforečnanu hlinitého ve skle byl až o 1/3 nižší. Naprotitomu skla, kde obsah fosforečnanu draselného KPO^ byl snížen o 10 % a tento úbytek byl z 10 % celkovéhomnožství nahrazen oxidem boritým a z 5 % fosforečnanem lithným, měla po leptání s ohledem na obsah iontů boritých a lithných, ropouštějících se spolu s ionty hlinitými, zcela Čistý povrch bez jakýchkoli částic cizí fáze, protože hmotnostní poměr Al^ s a Al^+ : Li+ byl 1,63 : 1, respektive 5,57 : 1. Stejných výsledků bylo také dosaženo u skla, kde bylo použito oxidu boritého, nahrazujícího fosforečnan barnatý a fos253 693 forečnanu 1-ithného, nahrazujícího fosforečnan draselný.5.3 g of Al2O / 1000 ml, corresponding to a weight ratio of Al2 + : B4 + = 3 and Al2 +: Li + 8.8. As the concentration of aluminum ions exceeds this limit, insoluble coatings composed predominantly of the AlPO4 phase were formed on the glass surface even at the first use, even if the aluminum phosphate content in the glass was up to 1/3 lower. Naprotitome of glass, where the potassium phosphate content of KPO ^ was reduced by 10% and this loss was replaced by 10% of the total amount by boron oxide and 5% by lithium phosphate, after etching with regard to the boron and lithium ions, co-infused with aluminum ions, a completely clean surface without any foreign phase particles, since the weight ratio of Al4 and Al4 + : Li + was 1.63: 1 and 5.57: 1, respectively. The same results were also obtained for glass using boron oxide replacing barium phosphate and 1-lithium phosphate are substituted for potassium phosphate.

Místo shora uvedeného krátkodobého zahřívání na teplotu až 85 °C bylo možno s obdobnými výsledky použít 24 až 36 h trvajícího leptání při teplotě 20 °C.Instead of the above brief heating up to 85 ° C, etching at 20 ° C for 24-36 hours could be used with similar results.

Claims (1)

Způsob leptání pevné látky, obsahující hlinité ionty, vyznačený tím, že její povrch se leptá v roztoku obsahujícím 60 až 99 hmot.% kyseliny fosforečné H^PO^ a/nebo sírové HgSO^ a 1 až 40 hmot.% vody a takové množství sloučenin boru a lithia, aby v roítoku během leptání byl hmotnostní poměr iontů hliníku, boru a lithia «A process for etching a solid containing aluminum ions, characterized in that its surface is etched in a solution containing 60 to 99 wt% phosphoric acid H 2 PO 4 and / or sulfuric H 2 SO 4 and 1 to 40 wt% water and such an amount of compounds of boron and lithium so that the weight ratio of aluminum, boron and lithium ions is in the grate during the etching process « AI3* : B3+ 3 a Al3+ í Li+ 12.Al 3 *: B 3+ 3 and Al 3+ Li Li + 12.
CS863104A 1986-04-29 1986-04-29 Process for the etching of solid substance,containing aluminium ions CS253693B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS863104A CS253693B1 (en) 1986-04-29 1986-04-29 Process for the etching of solid substance,containing aluminium ions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS863104A CS253693B1 (en) 1986-04-29 1986-04-29 Process for the etching of solid substance,containing aluminium ions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS310486A1 CS310486A1 (en) 1987-03-12
CS253693B1 true CS253693B1 (en) 1987-12-17

Family

ID=5370147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS863104A CS253693B1 (en) 1986-04-29 1986-04-29 Process for the etching of solid substance,containing aluminium ions

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS253693B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ305614B6 (en) * 2014-11-07 2016-01-06 Crytur, Spol.S R.O. Modification method of monocrystalline scintillator surface and monocrystalline scintillator with surface modified by such a method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ305614B6 (en) * 2014-11-07 2016-01-06 Crytur, Spol.S R.O. Modification method of monocrystalline scintillator surface and monocrystalline scintillator with surface modified by such a method

Also Published As

Publication number Publication date
CS310486A1 (en) 1987-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Barry et al. The structure of a glass-io nomer cement and its relationship to the setting process
Honeyman et al. Growth and properties of single crystals of group I-III-VI2 ternary semiconductors
CN114728842A (en) Salt bath composition and method for regenerating salt bath composition
EP0074779B1 (en) Protected pigments
Ferracane et al. Time-dependent dissolution of amalgams into saline solution
CS253693B1 (en) Process for the etching of solid substance,containing aluminium ions
Kasuga et al. Porous Glass‐Ceramics with Bacteriostatic Properties in Silver‐Containing Titanium Phosphates: Control of Release of Silver Ions from Glass‐Ceramics into Aqueous Solution
Wanklyn Flux growth of crystals of some transition metal fluorides
Naidich et al. Adhesion, wetting, and formation of intermediate phases in systems composed of a titanium-containing melt and an oxide
RU2186818C1 (en) Process of preparation of antislit reagent
TWI733438B (en) Composite material and method of removing fluorine in waste liquid
JP2000351697A (en) Lithium barium fluoride single crystal and method for producing the same
Kang et al. Fabrication of calcium phosphate glass using eggshell and its crystallization behavior
KR102071297B1 (en) Non-fluorinated etching composition for dental ceramic and method for treating surface of dental ceramic
Atrees et al. Comparative Studies on Hydrometallurgy and Pyrometallurgy to the Extraction of Beryllium from Decrepitated Beryl from Wadi El Gemal Region, Eastern Desert, Egypt
Makishima et al. Characterization of Insoluble Layers Formed by NaOH Attack on the Surface of a ZrO2‐Containing Silicate Glass
Tien et al. Studies in Lithium Oxide Systems: XI, Li2O–B2O3–P2O5
MATSUYA et al. Erosion behavior of a zinc phosphate cement in dilute organic acid solutions
US3585053A (en) Glass-ceramic article and method
US3573076A (en) Glass-ceramic article and method
Trigubó et al. TEM, chemical etching and FTIR characterization of ZnTe grown by physical vapor transport
KR20020051821A (en) Quartz glass and quartz glass jig, and method for producing the same
Setoguchi Crystal growth of silicate apatites by flux method
Kolybaeva et al. Growth of large KDP single crystals for UV spectrum range
Rooksby Identification by X-ray diffraction of crystalline inclusions in glass