JP2010255063A - Etching solution for structure observation of copper or copper alloy, etching method and structure observation method - Google Patents

Etching solution for structure observation of copper or copper alloy, etching method and structure observation method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an etching solution for structure observation with no special waste solution processing, usable as a micro corrosion etching solution and/or macro corrosion etching solution when observing a structure of a copper alloy with high oxidation sensitivity in which oxide formation tends to occur, high corrosion-resistant copper alloy, or high purity copper, high in safety of an ingredient, easy in handling or processing, without using special skill or expensive exclusive equipment, high in versatility, and with which a surface to be observed for clearly and easily observing a state of the structure or a crystal grain boundary is obtained. <P>SOLUTION: The etching solution for structure observation of copper or the copper alloy contains nitric acid, sulfuric acid, a copper sulfate salt, sodium hydroxide, and hydrogen peroxide as an initial composition for injecting into a bath. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、銅または銅合金の組織観察用エッチング液、エッチング方法および組織観察方法に関し、特に、酸化感受性が高く、酸化物生成の発生しやすい銅合金や、耐蝕性の高い銅合金、或は高純度銅などの組織を観察する際に、前処理として行うエッチングに好適に用いられる組織観察用エッチング液、エッチング方法および組織観察方法に関する。   The present invention relates to an etching solution for observing the structure of copper or a copper alloy, an etching method, and a structure observing method, and in particular, a copper alloy having high oxidation sensitivity and easily generating oxide, a copper alloy having high corrosion resistance, or The present invention relates to a structure observation etching solution, an etching method, and a structure observation method that are suitably used for etching performed as a pretreatment when observing a structure such as high-purity copper.

従来から、銅または銅合金の結晶粒度の測定や析出状態の観察等を行うために、銅または銅合金の組織状態や結晶粒界の顕微鏡観察(ミクロ組織観察)が行われている。一般に、銅または銅合金のミクロ組織観察を行う場合には、ミクロ腐蝕エッチング液を用いて被観察面をエッチングする前処理(ミクロ腐蝕)が行われている。
また、従来から、鋳造材料の凝固状態や組織の流れ等を観察(マクロ組織観察)する場合、マクロ腐蝕エッチング液を用いて被観察面をエッチング(マクロ腐蝕)する作業が多く行われている。
Conventionally, in order to measure the crystal grain size of copper or copper alloy, observe the precipitation state, etc., the microscopic observation (microstructure observation) of the structural state of copper or copper alloy and the grain boundary has been performed. In general, when the microstructure of copper or copper alloy is observed, a pretreatment (micro-corrosion) for etching the surface to be observed using a micro-corrosive etching solution is performed.
Conventionally, when observing the solidification state of the casting material, the flow of the structure, etc. (macro structure observation), the work of etching the surface to be observed (macro-corrosion) using a macro-corrosion etching solution is often performed.

銅または銅合金からなる被観察面の前処理に用いられるミクロ腐蝕エッチング液としては、例えば、非特許文献1に記載されているm11(水酸化アンモニウム25ml、過酸化水素(3%)5〜25ml、蒸留水25ml)相当液であるアンモニアと過酸化水素水との混合液や、m3(塩化銅(II)アンモニウム10g、沈殿が溶けるまで水酸化アンモニウムを添加、蒸留水120ml)相当液である塩化銅IIアンモニウムと水酸化アンモニウムとを含む水溶液、m4(硫酸(1.84)5ml、重クロム酸ナトリウムまたはカリウム10g、蒸留水80ml)相当液である重クロム酸ナトリウムと硝酸と塩酸と塩化ナトリウムとを含む水溶液などがある。また、汎用性が高く、優れたエッチング特性を持つミクロ腐蝕エッチング液の代表例として、米国国内規格ASTM F68 17.TABLE2に規定される重クロム酸を用いたエッチング液組成が知られている。
また、材料の凝固状態や組織の流れ等を観察するマクロ組織観察において用いられるマクロ腐蝕エッチング液としては、M2b(硝酸(1.40)1ml、蒸留水100ml),M3(硝酸(1.40)10〜60ml、蒸留水90ml),M4(硝酸(1.40)50ml、蒸留水50ml)に示されるような希硝酸が多用されている。
Examples of the micro-corrosive etching solution used for pretreatment of the surface to be observed made of copper or a copper alloy include m11 (ammonium hydroxide 25 ml, hydrogen peroxide (3%) 5 to 25 ml described in Non-Patent Document 1. , 25 ml of distilled water) A mixture of ammonia and hydrogen peroxide, which is equivalent to liquid, or m3 (10 g of copper (II) chloride, ammonium hydroxide is added until the precipitate is dissolved, 120 ml of distilled water). An aqueous solution containing copper II ammonium and ammonium hydroxide, m4 (sulfuric acid (1.84) 5 ml, sodium or potassium dichromate 10 g, distilled water 80 ml) equivalent sodium dichromate, nitric acid, hydrochloric acid and sodium chloride An aqueous solution containing Further, as a typical example of a micro-corrosive etching solution having high versatility and excellent etching characteristics, US domestic standard ASTM F68 17. An etchant composition using dichromic acid specified in TABLE 2 is known.
Moreover, as a macro-corrosion etching solution used in the macro structure observation for observing the solidification state of the material, the flow of the structure, etc., M2b (1 ml of nitric acid (1.40), 100 ml of distilled water), M3 (nitric acid (1.40)) 10 to 60 ml, distilled water 90 ml) and dilute nitric acid as shown in M4 (nitric acid (1.40) 50 ml, distilled water 50 ml) are frequently used.

また、ミクロ腐蝕およびマクロ腐蝕としてのエッチング方法としては、一般的に、エッチング液で湿らせた脱脂綿などを用いて、被観察面を擦る方法が用いられている。  Further, as an etching method as micro-corrosion and macro-corrosion, generally, a method of rubbing the surface to be observed using absorbent cotton moistened with an etching solution is used.

金属エッチング技術、ギュンター・ペッォー、アグネ社、1991年2月20日、第1版5刷、P62〜P65Metal etching technology, Gunter Peugeo, Agne, February 20, 1991, 1st edition, 5th printing, P62-P65

しかしながら、エッチング液m4相当液や汎用性が高く優れたエッチング特性を持つASTM F68 17.TABLE2に規定されるミクロ腐蝕エッチング液は、重クロム酸を含むため、対策がなされた設備内で相当の注意を持って取り扱う必要があり、原料試薬保管・処分や廃液処理に関しても適切な管理が必須である。このため、設備・管理・処理コストが増加するといった問題があった。また、金属組織の観察を必要とする現場で、重クロム酸に対応する充分な設備と体制を有している場合は比較的少なく、重クロム酸に比べて安全で低公害と思われる一般的な試薬で構成される能力の低いエッチング液しか使用できない事例も多かった。   However, ASTM F68, which is an etchant m4 equivalent solution and highly versatile and has excellent etching characteristics. Since the micro-corrosive etching solution specified in TABLE 2 contains dichromic acid, it must be handled with great care within the facility where measures have been taken, and appropriate management is required for storage and disposal of raw material reagents and waste liquid treatment. It is essential. For this reason, there existed a problem that an installation, management, and processing cost increased. In addition, there are relatively few facilities and systems that can handle dichromic acid at sites that require observation of the metal structure, and it is generally considered safer and less polluting than dichromic acid. In many cases, only an etching solution having a low ability composed of various reagents can be used.

また、既存のエッチング液を用いる場合、検体の組成や加工履歴により好ましいエッチング液の適性が異なるため、エッチング液と検体との好適な組み合わせを選択する必要性があり、広く汎用的な性能を示すエッチング液はなかった。特に、ニッケルやシリコンを含有したコルソン系銅合金は、合金中に含まれるニッケル成分などに起因する腐蝕阻害が発生するため、結晶粒界の出現が不明瞭となりやすく、組織観察しにくい場合があった。また、マンガンやマグネシュームなどの活性な成分を含有した銅合金は、酸化感受性が高く、異常変色やスマットと呼ばれる酸化物生成が発生し、組織観察が不可能となる場合や研磨時の砥粒履歴の酸化出現が起き易い等の不具合が多かった。同様に黄銅などの添加元素を多く含む高合金についても、腐蝕阻害や異常腐蝕が生じ組織観察が不可能となる場合が多かった。  In addition, when using an existing etchant, the suitability of the preferred etchant varies depending on the composition and processing history of the specimen, so it is necessary to select a suitable combination of the etchant and the specimen, and the performance is widely used. There was no etchant. In particular, Corson copper alloys containing nickel and silicon are subject to corrosion inhibition caused by nickel components contained in the alloy, so the appearance of crystal grain boundaries tends to be obscured and it may be difficult to observe the structure. It was. Also, copper alloys containing active components such as manganese and magnesium are highly susceptible to oxidation, causing abnormal discoloration and oxide formation called smut, making it impossible to observe the structure or polishing history during polishing. There were many problems such as the appearance of oxidation. Similarly, for high alloys containing a large amount of additive elements such as brass, corrosion inhibition and abnormal corrosion are often caused, making it impossible to observe the structure.

また、マクロ腐蝕エッチング液として、M2b,M3,M4に示されるような希硝酸を用いた場合、腐蝕阻害や異常腐蝕・変色が生じて組織観察が不可能となったり、微細な欠陥や組織が表現されなかったりする場合があった。  In addition, when dilute nitric acid as shown in M2b, M3, and M4 is used as the macro-corrosion etching solution, corrosion inhibition, abnormal corrosion, or discoloration occurs, making it impossible to observe the structure, Sometimes it was not expressed.

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであって、汎用性が高く、酸化感受性が高く、酸化物生成が発生しやすい銅合金や耐蝕性の高い銅合金、或は高純度銅などの組織を観察する際に行うミクロ腐蝕エッチング液および/またはマクロ腐蝕エッチング液として用いることができ、成分の安全性が高く、取り扱い・処理が簡単で、特別な技能や高額な専用設備を用いることなく、組織状態や結晶粒界を明確・容易に観察できる被観察面が得られ、特別な廃液処理を必要としない組織観察用エッチング液を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and is a structure such as a copper alloy having high versatility, high oxidation sensitivity, and easily generating oxides, a copper alloy having high corrosion resistance, or high purity copper. Can be used as a micro- and / or macro-corrosion etchant when observing the material, has high component safety, is easy to handle and process, and does not require special skills or expensive dedicated equipment, An object of the present invention is to provide an etching solution for observing a structure, which can provide a surface to be observed that can clearly and easily observe a texture state and a crystal grain boundary, and does not require a special waste liquid treatment.

また、本発明は、酸化感受性が高く、酸化物生成が発生しやすい銅合金や耐蝕性の高い銅合金、或は高純度銅などのエッチング後に、マクロ組織観察および/またはミクロ組織観察の被観察面として好適な腐蝕面が得られるエッチング方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、酸化感受性が高く、酸化物生成が発生しやすい銅合金や耐蝕性の高い銅合金、或は高純度銅などの組織を、特別な技能や高額な専用設備を用いることなく、効率よく明確・容易に観察できる良好な被観察面が得られる組織観察方法を提供することを目的とする。
In addition, the present invention provides a macro-structure observation and / or a micro-structure observation after etching of a copper alloy which is highly susceptible to oxidation and easily generates oxide, a copper alloy having high corrosion resistance, or high purity copper. An object of the present invention is to provide an etching method capable of obtaining a corrosive surface suitable as a surface.
In addition, the present invention has a high oxidation sensitivity and is easy to generate oxides, a copper alloy with high corrosion resistance, or a structure such as high-purity copper, without using special skills or expensive dedicated equipment. An object of the present invention is to provide a tissue observation method capable of obtaining a good surface to be observed that can be observed clearly and easily efficiently.

本発明者は、上記問題を解決するために、エッチング作用を有するエッチング剤と、エッチング剤によるエッチング作用を調整する緩衝材の種類や、銅または銅合金の水酸化と酸化の機構に着目して鋭意検討を重ね、本発明を想到した。即ち、本発明は以下に関する。  In order to solve the above problems, the present inventor pays attention to an etching agent having an etching action, a kind of a buffer material for adjusting an etching action by the etching agent, and a mechanism of hydroxylation and oxidation of copper or a copper alloy. The present invention has been conceived through extensive studies. That is, the present invention relates to the following.

本発明の銅または銅合金の組織観察用エッチング液は、建浴組成として、硝酸、硫酸、硫酸銅塩、水酸化ナトリウム及び過酸化水素を含有することを特徴とする。
本発明の銅又は銅合金の組織観察用エッチング液は、エッチング剤として硝酸を含み、エッチング作用を調整する緩衝材として硫酸銅塩と硫酸と水酸化ナトリウムとを含むものであり、エッチングされる被観察面の酸化を抑制あるいは促進する水酸化皮膜の生成促進を図るために、中和剤として水酸化物である水酸化ナトリウムを含有させるとともに、水酸基のラジカル性を期待して過酸化水素を含有させているので、汎用性が高いものとなり、酸化感受性が高く、酸化物生成が発生しやすい銅合金や耐蝕性の高い銅合金、或は高純度銅などの組織を観察する際に行うミクロ腐蝕エッチング液および/またはマクロ腐蝕エッチング液として用いることができ、特別な技能や高額な専用設備を用いることなく、組織状態や結晶粒界を明確・容易に観察できる被観察面が得られるものとなる。
また、本発明の銅又は銅合金の組織観察用エッチング液は、成分の安全性が高く、取り扱い・処理が簡単で、特別な廃液処理を必要としないものとなる。
The etching solution for observing the structure of copper or copper alloy of the present invention contains nitric acid, sulfuric acid, copper sulfate, sodium hydroxide and hydrogen peroxide as a building bath composition.
The etching solution for observing the structure of copper or copper alloy of the present invention contains nitric acid as an etching agent, and contains copper sulfate, sulfuric acid and sodium hydroxide as a buffer material for adjusting the etching action, and is etched. In order to promote the formation of a hydroxide film that suppresses or promotes the oxidation of the observation surface, it contains sodium hydroxide, which is a hydroxide as a neutralizing agent, and also contains hydrogen peroxide in anticipation of the radical nature of the hydroxyl group. Therefore, it is highly versatile, has high susceptibility to oxidation, and is susceptible to micro-corrosion when observing the structure of copper alloys, copper alloys with high corrosion resistance, or high-purity copper. It can be used as an etchant and / or a macro-corrosive etchant, and the structure and crystal grain boundaries are clear and easy without using special skills or expensive dedicated equipment. Observable becomes which the observed surface is obtained.
In addition, the copper or copper alloy structure observation etching solution of the present invention has high component safety, is easy to handle and process, and does not require any special waste liquid treatment.

本発明の銅または銅合金の組織観察用エッチング液においては、前記硫酸銅塩が、硫酸銅五水和物塩であることが好ましい。  In the copper or copper alloy structure observation etching solution of the present invention, the copper sulfate salt is preferably a copper sulfate pentahydrate salt.

また、本発明の銅又は銅合金の組織観察用エッチング液においては、前記建浴組成が、1リットル中に、硝酸0.43〜0.57mol/l(18〜24ml/l)、硫酸0.51〜0.68mol/l(27〜36ml/l)、硫酸銅五水和物塩0.005〜0.05mol/l(1.4〜13g/l)、水酸化ナトリウム0.03〜0.035mol/l(1.0〜1.4g/l)、過酸化水素1〜2mol/lを含有し、残りが水(18.2MΩ超純水)からなるものであることが好ましい。  In the etching solution for observing the structure of copper or copper alloy according to the present invention, the composition of the building bath is 0.43 to 0.57 mol / l nitric acid (18 to 24 ml / l), 0. 51-0.68 mol / l (27-36 ml / l), copper sulfate pentahydrate salt 0.005-0.05 mol / l (1.4-13 g / l), sodium hydroxide 0.03-0. It is preferable that 035 mol / l (1.0 to 1.4 g / l), hydrogen peroxide 1 to 2 mol / l are contained, and the remainder is made of water (18.2 MΩ ultrapure water).

また、本発明のエッチング方法は、本発明の組織観察用エッチング液を用いて、銅または銅合金をエッチングすることを特徴とする。  The etching method of the present invention is characterized in that copper or a copper alloy is etched using the structure observation etching solution of the present invention.

また、本発明の組織観察方法は、本発明の組織観察用エッチング液に銅又は銅合金からなる被観察面を浸し、前記組織観察用エッチング液に超音波を伝導させながら前記被観察面をエッチングするエッチング工程と、エッチング後の前記被観察面の組織観察を行う観察工程とを備えることを特徴とする。  Further, the structure observation method of the present invention comprises immersing an observation surface made of copper or a copper alloy in the etching solution for structure observation of the present invention, and etching the observation surface while conducting ultrasonic waves in the etching solution for tissue observation. And an observing step of observing the structure of the observed surface after etching.

本発明の銅または銅合金の組織観察用エッチング液は、建浴組成として、硝酸、硫酸、硫酸銅塩、水酸化ナトリウム及び過酸化水素を含有するものであるので、銅または銅合金に対するエッチング作用が、緩衝材である硫酸銅塩と硫酸と水酸化ナトリウムにより適切に調整され、銅または銅合金に対するエッチング作用を良好に機能させることができる。
このため、本発明の組織観察用エッチング液は、汎用性が高く、酸化感受性が高く、酸化物生成が発生しやすい銅合金や耐蝕性の高い銅合金、或は高純度銅などの組織を観察する際に行うミクロ腐蝕エッチング液および/またはマクロ腐蝕エッチング液として用いることができ、これを用いて銅または銅合金をエッチングした場合、特別な技能や高額な専用設備を用いることなく、銅または銅合金の組織状態や結晶粒界を明確・容易に観察できる被観察面が得られる。
The etching solution for observing the structure of copper or copper alloy of the present invention contains nitric acid, sulfuric acid, copper sulfate salt, sodium hydroxide and hydrogen peroxide as a building bath composition, so that it acts on copper or copper alloy. However, it can be appropriately adjusted by the copper sulfate salt, sulfuric acid, and sodium hydroxide, which are buffer materials, so that the etching action on copper or a copper alloy can function well.
Therefore, the structure observation etching solution of the present invention is highly versatile, has high oxidation sensitivity, and observes a structure such as a copper alloy that easily generates oxides, a copper alloy having high corrosion resistance, or high purity copper. Can be used as a micro-corrosion etchant and / or a macro-corrosion etchant, and when this is used to etch copper or a copper alloy, copper or copper can be used without special skills or expensive dedicated equipment. It is possible to obtain a surface to be observed in which the structure of the alloy and the grain boundaries can be clearly and easily observed.

また、本発明の銅または銅合金の組織観察用エッチング液は、重クロム酸を含む従来のエッチング液と比較して、成分の安全性が高く、取り扱い・処理が簡単であり、特別な技能や高額な専用設備、特別な廃液処理などを必要としないものであり、好ましい。   Moreover, the copper or copper alloy structure observation etching solution of the present invention has a higher component safety and is easier to handle and process than special etching solutions containing dichromic acid. It is preferable because it does not require expensive dedicated equipment or special waste liquid treatment.

また、本発明のエッチング方法は、本発明の組織観察用エッチング液を用いて、銅または銅合金をエッチングする方法であり、銅または銅合金に対するエッチング作用が、緩衝材により適切に調整されるので、比較的緩慢な腐蝕で銅または銅合金がエッチングされることになる。このため、本発明のエッチング方法を用いて、酸化感受性が高く、酸化物生成が発生しやすい銅合金や耐蝕性の高い銅合金、或は高純度銅などのエッチングを行うことで、マクロ組織観察および/またはミクロ組織観察の被観察面として好適な腐蝕面が得られる。  Further, the etching method of the present invention is a method of etching copper or copper alloy using the structure observation etching solution of the present invention, and the etching action on copper or copper alloy is appropriately adjusted by the buffer material. The copper or copper alloy will be etched with relatively slow corrosion. For this reason, by using the etching method of the present invention, macrostructure observation is performed by performing etching of a copper alloy that is highly susceptible to oxidation and easily generates oxide, a copper alloy having high corrosion resistance, or high-purity copper. And / or a corroded surface suitable as a surface to be observed for microstructure observation is obtained.

また、本発明の組織観察方法は、本発明の組織観察用エッチング液に銅または銅合金からなる被観察面を浸し、前記組織観察用エッチング液に超音波を伝導させながら前記被観察面をエッチングするエッチング工程と、エッチング後の前記被観察面の組織観察を行う観察工程とを備える方法であるので、酸化感受性が高く、酸化物生成が発生しやすい銅合金や耐蝕性の高い銅合金、或は高純度銅などのマクロ組織観察を行う場合や、ミクロ組織観察を行う場合、マクロ組織観察を行ってからミクロ組織観察を行う場合などに、特別な技能や高額な専用設備を用いることなく、組織状態や結晶粒界を明確・容易に観察できる良好な被観察面が得られる。
また、本発明の組織観察方法においては、組織観察される試料である銅又は銅合金からなる被観察面が複数ある場合であっても、複数の試料に対して一括してエッチング工程を行うことができるので、個々の試料を個別にエッチングする場合と比較して、容易に効率よくエッチング工程を行うことができ、複数個の試料の組織観察を効率よく行うことができる。
Further, the structure observation method of the present invention includes immersing a surface to be observed made of copper or a copper alloy in the structure observation etching solution of the present invention, and etching the surface to be observed while conducting ultrasonic waves in the tissue observation etching solution. A copper alloy that has high oxidation sensitivity and is likely to generate oxides, or a copper alloy that has high corrosion resistance, or an etching process that performs an observation process for observing the structure of the observed surface after etching. Without using special skills or expensive dedicated equipment when observing macrostructures such as high-purity copper, when performing microstructural observations, or performing microstructural observations after performing macrostructural observations, A good surface to be observed can be obtained in which the texture state and the grain boundary can be clearly and easily observed.
Further, in the structure observation method of the present invention, even when there are a plurality of surfaces to be observed made of copper or a copper alloy which is a sample to be observed, the etching process is performed on the plurality of samples at once Therefore, as compared with the case where individual samples are etched individually, the etching process can be performed easily and efficiently, and the structure observation of a plurality of samples can be performed efficiently.

図1は、エッチング後の被観察面の顕微鏡写真である。FIG. 1 is a photomicrograph of the surface to be observed after etching. 図2は、エッチング後の被観察面の顕微鏡写真である。FIG. 2 is a photomicrograph of the surface to be observed after etching. 図3は、エッチング後の被観察面の写真である。FIG. 3 is a photograph of the surface to be observed after etching. 図4は、エッチング後の被観察面の顕微鏡写真である。FIG. 4 is a photomicrograph of the observed surface after etching. 図5は、エッチング後の被観察面の顕微鏡写真である。FIG. 5 is a photomicrograph of the observed surface after etching. 図6は、エッチング後の被観察面の顕微鏡写真である。FIG. 6 is a photomicrograph of the observed surface after etching.

「組織観察用エッチング液」
本発明の銅または銅合金の組織観察用エッチング液は、建浴組成として、硝酸、硫酸、硫酸銅塩、水酸化ナトリウム及び過酸化水素を含有するものである。
本発明の組織観察用エッチング液は、広い汎用性を有しているため、本発明の組織観察用エッチング液を用いてエッチングする銅または銅合金としては、特に限定されないが、例えば、6N高純度純銅、Cu−Si−Zn黄銅、コルソン系銅合金など既存液・既存手法では好適なエッチングが困難なものや、一般無酸素銅、タフピッチ銅、燐脱酸銅など一般的な銅または銅合金などが挙げられる。コルソン系銅合金としては、例えば、Cu、Ni、Si、Mgを含む銅合金やCu、Ni、Si、Zn、Snを含む銅合金などが挙げられる。
"Etching solution for tissue observation"
The etching solution for observing the structure of copper or copper alloy of the present invention contains nitric acid, sulfuric acid, copper sulfate salt, sodium hydroxide and hydrogen peroxide as a building bath composition.
Since the structure observation etching solution of the present invention has wide versatility, it is not particularly limited as copper or a copper alloy to be etched using the structure observation etching solution of the present invention. For example, 6N high purity Pure copper, Cu-Si-Zn brass, Corson-type copper alloys, etc. that are difficult to etch with existing liquids / existing methods, general oxygen-free copper, tough pitch copper, phosphorous deoxidized copper, etc. Is mentioned. Examples of the Corson copper alloy include a copper alloy containing Cu, Ni, Si, and Mg and a copper alloy containing Cu, Ni, Si, Zn, and Sn.

本発明の組織観察用エッチング液においては、硫酸銅塩は、硫酸銅五水和物塩であることが好ましい。硫酸銅五水和物塩は、銅または銅合金に対するエッチング作用を適切に調整する緩衝材として機能するものであり、好ましい。  In the structure observation etching solution of the present invention, the copper sulfate salt is preferably a copper sulfate pentahydrate salt. The copper sulfate pentahydrate salt functions as a buffer material that appropriately adjusts the etching action on copper or copper alloy, and is preferable.

硫酸銅塩が、硫酸銅五水和物塩である場合、本発明の組織観察用エッチング液に含まれる硝酸、硫酸、硫酸銅塩、水酸化ナトリウム及び過酸化水素の含有量は、以下に示す範囲であることが好ましい。すなわち、建浴組成が、1リットル中に、硝酸0.43〜0.57mol/l(18〜24ml/l)、硫酸0.51〜0.68mol/l(27〜36ml/l)、硫酸銅五水和物塩0.005〜0.05mol/l(1.4〜13g/l)、水酸化ナトリウム0.03〜0.035mol/l(1.0〜1.4g/l)、過酸化水素1〜2mol/lを含有し、残りが水(18.2MΩ超純水)からなるものであることが好ましい。  When the copper sulfate salt is a copper sulfate pentahydrate salt, the contents of nitric acid, sulfuric acid, copper sulfate salt, sodium hydroxide and hydrogen peroxide contained in the structure observation etching solution of the present invention are shown below. A range is preferable. That is, the composition of the bath is 0.43 to 0.57 mol / l (18 to 24 ml / l) nitric acid, 0.51 to 0.68 mol / l (27 to 36 ml / l), copper sulfate in one liter. Pentahydrate salt 0.005-0.05 mol / l (1.4-13 g / l), sodium hydroxide 0.03-0.035 mol / l (1.0-1.4 g / l), peroxidation It is preferable that hydrogen is contained in an amount of 1 to 2 mol / l and the balance is water (18.2 MΩ ultrapure water).

硝酸の含有量が0.43mol/l未満であると、組織観察用エッチング液のエッチング作用が不十分となり、腐蝕速度が遅すぎてエッチングに要する時間が長時間となったり、結晶粒界を明瞭に出現させることができず、良好な被観察面が得られなかったりする恐れが生じる。また、硝酸の含有量が、0.57mol/lを超えると、組織観察用エッチング液のエッチング作用が過剰となり、硫酸銅塩と硫酸と水酸化ナトリウムによる緩衝材としての機能が不十分となる恐れがあり、結晶粒界が不明瞭となる恐れが生じる。  When the content of nitric acid is less than 0.43 mol / l, the etching action of the etching solution for structure observation becomes insufficient, the etching rate is too slow, and the time required for etching becomes long, and the crystal grain boundaries are clearly defined. May not be able to appear, and a good surface to be observed may not be obtained. Further, when the content of nitric acid exceeds 0.57 mol / l, the etching action of the structure observation etching solution becomes excessive, and the function as a buffer material by copper sulfate, sulfuric acid and sodium hydroxide may be insufficient. There is a risk that the crystal grain boundary will be unclear.

硫酸の含有量が0.51mol/l未満であると、硫酸による緩衝材としての機能が不十分となり、腐蝕阻害や異常腐蝕、変色などが発生して、結晶粒界が不明瞭となる恐れが生じる。また、硫酸の含有量が0.68mol/lを超えると、硫酸による酸としての機能が過剰となり、変色やオーバーエッチングを起こすなどして良好な被観察面が得られなくなる恐れが生じる。  If the sulfuric acid content is less than 0.51 mol / l, the function as a buffer material by sulfuric acid becomes insufficient, and corrosion inhibition, abnormal corrosion, discoloration, etc. may occur, and the crystal grain boundaries may become unclear. Arise. On the other hand, if the content of sulfuric acid exceeds 0.68 mol / l, the function as an acid by sulfuric acid becomes excessive, which may cause discoloration or over-etching, resulting in failure to obtain a good surface to be observed.

組織観察用エッチング液に含まれる硫酸銅五水和物塩の含有量は、エッチングされる材料の酸化感受性などの特性に応じて決定されるものであり、0.005〜0.05mol/l(1.4〜13g/l)の範囲であることが好ましい。硫酸銅五水和物塩の含有量が0.005mol/l未満であると、組織観察用エッチング液のエッチング作用が過剰となり、腐蝕阻害や異常腐蝕、変色などが発生したり、組織観察に支障を来たす酸化物が生成したりして、結晶粒界が不明瞭となる恐れが生じる。また、硫酸銅五水和物塩の含有量が0.05mol/lを超えると、組織観察用エッチング液のエッチング作用が不十分となる恐れがある。  The content of the copper sulfate pentahydrate salt contained in the etching solution for structure observation is determined according to characteristics such as oxidation sensitivity of the material to be etched, and is 0.005 to 0.05 mol / l ( The range of 1.4 to 13 g / l) is preferred. When the content of copper sulfate pentahydrate salt is less than 0.005 mol / l, the etching action of the etching solution for structure observation becomes excessive, and corrosion inhibition, abnormal corrosion, discoloration, etc. occur, or the structure observation is hindered. There is a risk that the crystal grain boundaries may become unclear due to the formation of oxides. On the other hand, if the content of the copper sulfate pentahydrate salt exceeds 0.05 mol / l, the etching action of the structure observation etching solution may be insufficient.

また、硫酸銅五水和物塩の含有量は、例えば、Mn,Mg,Znなどを含有しない酸化感受性の低い銅又は銅合金をエッチングする場合には、0.005〜0.010mol/l(1.4〜2.6g/l)の範囲とすることがより好ましい。酸化感受性の低い銅又は銅合金をエッチングする場合、硫酸銅五水和物塩の含有量を上記範囲とすることで、十分な腐蝕速度を維持しつつ、腐蝕阻害や異常腐蝕、変色などが発生したり、組織観察に支障を来たす酸化物が生成したりすることを十分に防止できる。  The content of the copper sulfate pentahydrate salt is, for example, 0.005 to 0.010 mol / l in the case of etching copper or a copper alloy with low oxidation sensitivity that does not contain Mn, Mg, Zn or the like. It is more preferable to set it as the range of 1.4-2.6 g / l). When etching copper or copper alloys with low oxidation sensitivity, the content of copper sulfate pentahydrate salt should be within the above range to prevent corrosion, abnormal corrosion, or discoloration while maintaining a sufficient corrosion rate. It is possible to sufficiently prevent the generation of oxides that interfere with the structure observation.

しかし、硫酸銅五水和物塩の含有量が0.010mol/l以下であると、酸化感受性が高く、酸化物生成が発生しやすいMn,Mg,Znなどを含有する銅合金をエッチングする場合には、腐蝕阻害や異常腐蝕、変色、組織観察に支障を来たす酸化物の生成などを十分に抑制できない恐れがある。このような酸化物生成の発生しやすい銅合金をエッチングする場合であっても、硫酸銅五水和物塩の含有量を0.05mol/l以下の範囲で適宜増量することで、腐蝕阻害や異常腐蝕、変色、組織観察に支障を来たす酸化物の生成などを十分に防止できる。  However, when the content of copper sulfate pentahydrate is 0.010 mol / l or less, a copper alloy containing Mn, Mg, Zn, etc., which is highly susceptible to oxidation and easily generates oxides, is etched. Therefore, there is a risk that the inhibition of corrosion, abnormal corrosion, discoloration, and formation of oxides that hinder the structure observation cannot be sufficiently suppressed. Even when etching such a copper alloy that is prone to oxide formation, the content of copper sulfate pentahydrate salt is appropriately increased in the range of 0.05 mol / l or less to inhibit corrosion. Abnormal corrosion, discoloration, and formation of oxides that interfere with tissue observation can be sufficiently prevented.

また、水酸化ナトリウムは、組織観察用エッチング液の中和剤として機能するとともに、被観察面に対する酸化作用を調整する水酸化皮膜の生成を促進するものである。水酸化ナトリウムの含有量が0.03mol/l未満であると、腐蝕阻害や異常腐蝕、変色などが発生したり、組織観察に支障を来たす酸化物が生成したりして、結晶粒界が不明瞭となる恐れが生じる。また、水酸化ナトリウムの含有量が0.035mol/lを超えると、組織観察用エッチング液のエッチング作用が不十分となり、結晶粒界を明瞭に出現させることができず、良好な被観察面が得られなくなる恐れが生じる。  Sodium hydroxide functions as a neutralizing agent for the structure observation etching solution and promotes the formation of a hydroxide film that adjusts the oxidizing action on the surface to be observed. If the sodium hydroxide content is less than 0.03 mol / l, corrosion inhibition, abnormal corrosion, discoloration, etc. may occur, and oxides that interfere with the structure observation may be generated, resulting in poor grain boundaries. There is a fear of clarity. On the other hand, if the content of sodium hydroxide exceeds 0.035 mol / l, the etching action of the etching solution for structure observation becomes insufficient, and crystal grain boundaries cannot be clearly shown, and a good surface to be observed is obtained. There is a risk that it will not be obtained.

過酸化水素の含有量が1mol/l未満であると、過酸化水素を含有させることによる水酸化皮膜の生成を促進する効果が十分に得られず、組織観察用エッチング剤による過剰なエッチング作用を抑制できなくなり、結晶粒界が不明瞭となる恐れが生じる。また、過酸化水素の含有量が2mol/lを超えると、組織観察用エッチング液のエッチング作用が過剰となる上に、硫酸などに対する酸化剤として強く働くため、変色やオーバーエッチングを起こすなどして、良好な被観察面が得られなくなる恐れが生じる。  If the hydrogen peroxide content is less than 1 mol / l, the effect of promoting the formation of a hydroxide film by containing hydrogen peroxide cannot be sufficiently obtained, and the excessive etching action by the structure observation etching agent is not obtained. It becomes impossible to suppress, and there is a fear that the crystal grain boundary becomes unclear. In addition, if the hydrogen peroxide content exceeds 2 mol / l, the etching action of the structure observation etching solution becomes excessive and acts strongly as an oxidizing agent for sulfuric acid, etc., which causes discoloration and overetching. Therefore, there is a risk that a good surface to be observed cannot be obtained.

「エッチング方法、組織観察方法」
次に、本発明の組織観察用エッチング液を用いて、銅または銅合金からなる被観察面をエッチング(ミクロ腐蝕またはマクロ腐蝕)した後、被観察面の組織観察を行う組織観察方法について説明する。
マクロ組織観察またはミクロ組織観察を行うために、本発明の組織観察用エッチング液を用いて、銅または銅合金からなる被観察面をエッチング(ミクロ腐蝕またはマクロ腐蝕)する方法としては、特に限定されないが、例えば、組織観察用エッチング液に銅又は銅合金からなる被観察面を浸してエッチングする方法(以下、「第1の方法」という。)や、組織観察用エッチング液に銅又は銅合金からなる被観察面を浸し、組織観察用エッチング液に超音波を伝導させながら被観察面をエッチングする方法(以下、「第2の方法」という。)や、第1の方法と第2の方法の両者を組み合わせた方法などが挙げられ、エッチングされる銅または銅合金の特性や、組織観察の目的などに応じて適宜決定できる。
"Etching method, microstructure observation method"
Next, a structure observation method for observing the structure of the surface to be observed after etching the surface to be observed made of copper or a copper alloy (micro corrosion or macro corrosion) using the structure observation etching solution of the present invention will be described. .
A method for etching (micro-corrosion or macro-corrosion) an observation surface made of copper or a copper alloy using the structure observation etching solution of the present invention in order to perform macro-structure observation or micro-structure observation is not particularly limited. However, for example, a method of immersing a surface to be observed made of copper or a copper alloy in an etching solution for structure observation (hereinafter referred to as “first method”) or an etching solution for structure observation from copper or a copper alloy. A method of immersing the surface to be observed and etching the surface to be observed while conducting ultrasonic waves in the tissue observation etching solution (hereinafter referred to as “second method”), or the first method and the second method. For example, a combination of both methods can be used, and the method can be appropriately determined according to the characteristics of the copper or copper alloy to be etched, the purpose of the structure observation, or the like.

具体的には、例えば、本発明の組織観察用エッチング液を用いて、銅または銅合金からなる被観察面をマクロ腐蝕する場合、第1の方法を行うだけで、良好な被観察面が得られる。
しかし、酸化感受性が高く、酸化物生成が発生しやすいMn,Mg,Znなどを含有する銅合金からなる被観察面をマクロ腐蝕する場合には、より良好な被観察面を得るために、第1の方法を行った後に、第2の方法を行うことが好ましい。
Specifically, for example, when the surface to be observed made of copper or a copper alloy is subjected to macro-corrosion using the structure observation etching solution of the present invention, a good surface to be observed can be obtained only by performing the first method. It is done.
However, in order to obtain a better surface to be observed when the surface to be observed made of a copper alloy containing Mn, Mg, Zn, etc., which has high oxidation sensitivity and is likely to generate oxide, is macro-corroded. It is preferable to perform the second method after performing the first method.

また、本発明の組織観察用エッチング液を用いて、銅または銅合金からなる被観察面をミクロ腐蝕する場合、第2の方法を行うことが好ましいが、第1の方法を行うだけでもよい。本発明の組織観察用エッチング液を用いる第1の方法のみを行う場合、比較的緩慢な腐蝕速度で銅または銅合金がエッチングされるので、比較的平滑な腐蝕面が得られる。このため、第1の方法のみを行うことにより得られた被観察面は、例えば200倍程度までの低倍率でのミクロ組織観察に好適であるが、マクロ組織観察にも好適である。  In addition, when the surface to be observed made of copper or a copper alloy is micro-corroded using the structure observation etching solution of the present invention, the second method is preferably performed, but only the first method may be performed. When performing only the first method using the structure observation etching solution of the present invention, copper or a copper alloy is etched at a relatively slow corrosion rate, so that a relatively smooth corrosion surface is obtained. For this reason, the observation surface obtained by performing only the first method is suitable for microstructural observation at a low magnification of, for example, about 200 times, but is also suitable for macrostructural observation.

また、本発明の組織観察用エッチング液を用いて、銅または銅合金からなる被観察面のマクロ組織観察およびミクロ組織観察を行う場合には、例えば、第1の方法を行うことにより得られた被観察面をマクロ組織観察し、その後、マクロ組織観察した後の被観察面に対して第2の方法を行うことにより得られた被観察面をミクロ組織観察することが好ましい。このようにして被観察面のマクロ組織観察およびミクロ組織観察を行った場合、マクロ組織観察においてもミクロ組織観察においても観察に好適な被観察面が得られる。また、このようにして被観察面のマクロ組織観察およびミクロ組織観察を行う方法は、特にビデオマイクロスコープを用いて組織観察する場合に好適である。  Moreover, when performing the macro structure observation and the micro structure observation of the surface to be observed made of copper or a copper alloy using the structure observation etching solution of the present invention, for example, it was obtained by performing the first method. It is preferable to observe the observed surface obtained by performing the second method on the observed surface after observing the observed surface with the macro structure and then observing the macro structure. When the macro structure observation and the micro structure observation of the surface to be observed are performed in this manner, a surface to be observed suitable for observation can be obtained in both the macro structure observation and the micro structure observation. In addition, the method for observing the macro structure and the micro structure on the surface to be observed in this manner is particularly suitable for observing the structure using a video microscope.

本実施形態の銅又は銅合金の組織観察用エッチング液は、建浴組成として、硝酸、硫酸、硫酸銅塩、水酸化ナトリウム及び過酸化水素を含有するものであるので、銅または銅合金に対するエッチング作用が、緩衝材である硫酸銅塩と硫酸と水酸化ナトリウムにより適切に調整されるため、銅または銅合金に対するエッチング作用を良好に機能させることができる。
より詳細には、本実施形態の組織観察用エッチング液は、水酸化ナトリウムおよび過酸化水素を含有するので、これを用いて被観察面をエッチング(ミクロ腐蝕またはマクロ腐蝕)した場合、被観察面が酸化腐蝕されるのに先立って、中和緩衝剤である水酸化ナトリウムから遊離残留した水酸イオンと過酸化水素との作用に促進されて、被観察面の表面に酸化を抑制あるいは促進する水酸化皮膜が生成され、被観察面の蝕性に起因する被観察面の腐蝕速度が適切に調整される。
Since the etching solution for structure observation of copper or copper alloy of this embodiment contains nitric acid, sulfuric acid, copper sulfate salt, sodium hydroxide and hydrogen peroxide as a building bath composition, etching for copper or copper alloy is performed. Since the action is appropriately adjusted by the copper sulfate salt, sulfuric acid and sodium hydroxide which are buffer materials, the etching action on copper or copper alloy can be made to function well.
More specifically, since the structure observation etching solution of this embodiment contains sodium hydroxide and hydrogen peroxide, when the surface to be observed is etched (micro corrosion or macro corrosion) using this, the surface to be observed Prior to oxidative corrosion, the surface of the surface to be observed is suppressed or promoted by the action of hydroxide ions and hydrogen peroxide remaining free from sodium hydroxide, which is a neutralization buffer. A hydroxide film is generated, and the corrosion rate of the surface to be observed due to the corrosiveness of the surface to be observed is appropriately adjusted.

その結果、本実施形態の組織観察用エッチング液は、エッチングされる被観察面が、酸化感受性が高く、酸化物生成が発生しやすい銅合金からなるものであっても、耐蝕性の高い銅合金からなるものであっても、高純度銅からなるものであっても、被観察面の腐蝕が緩慢かつ略一様に進み、被観察面の結晶粒界を明瞭に出現させることができる汎用性の高いものとなると考えられる。したがって、本実施形態の組織観察用エッチング液は、銅または銅合金の組織を観察する際に行うミクロ腐蝕エッチング液および/またはマクロ腐蝕エッチング液として好ましく用いることができ、これを用いて銅または銅合金をエッチングした場合、特別な技能や高額な専用設備を用いることなく、銅または銅合金の組織状態や結晶粒界を明確・容易に観察できる被観察面が得られる。  As a result, the etching solution for structure observation of the present embodiment is a copper alloy having high corrosion resistance even if the surface to be etched is made of a copper alloy that is highly susceptible to oxidation and easily generates oxide. Whether it is made of copper or high-purity copper, the corrosion of the surface to be observed progresses slowly and substantially uniformly, so that the crystal grain boundary on the surface to be observed can appear clearly. It is thought that it will be high. Therefore, the structure observation etching solution of this embodiment can be preferably used as a micro-corrosion etching solution and / or a macro-corrosion etching solution that is performed when observing the structure of copper or a copper alloy. When the alloy is etched, a surface to be observed can be obtained that can clearly and easily observe the structure state and grain boundaries of copper or copper alloy without using special skills or expensive dedicated equipment.

また、本実施形態のエッチング方法は、本実施形態の組織観察用エッチング液を用いて、銅または銅合金をエッチング(ミクロ腐蝕および/またはマクロ腐蝕)する方法であり、銅または銅合金に対するエッチング作用が、緩衝材により適切に調整されるので、比較的緩慢な腐蝕で銅または銅合金がエッチングされることになる。このため、本実施形態のエッチング方法を用いて、酸化感受性が高く、酸化物生成が発生しやすい銅合金や耐蝕性の高い銅合金、或は高純度銅などのエッチングを行うことで、マクロ組織観察および/またはミクロ組織観察の被観察面として好適な腐蝕面が得られる。  The etching method of this embodiment is a method of etching copper or copper alloy (micro corrosion and / or macro corrosion) using the structure observation etching solution of this embodiment, and has an etching action on copper or copper alloy. However, since it is appropriately adjusted by the buffer material, the copper or copper alloy is etched with relatively slow corrosion. For this reason, by using the etching method of the present embodiment, a macro structure is obtained by etching a copper alloy that is highly susceptible to oxidation and that easily generates oxide, a copper alloy that has high corrosion resistance, or high-purity copper. A corrosion surface suitable as an observation surface for observation and / or microstructure observation is obtained.

また、本実施形態のエッチング方法は、本実施形態の組織観察用エッチング液を用いて、銅または銅合金をエッチングする方法であり、比較的緩慢な腐蝕速度で銅または銅合金がエッチングされるので、例えば、酸化感受性の高い銅合金をマクロ腐蝕する場合においてもオーバーエッチングが生じにくく、エッチング後に良好な腐蝕面であるマクロ組織観察の被観察面が得られる。  The etching method of this embodiment is a method of etching copper or copper alloy using the structure observation etching solution of this embodiment, and copper or copper alloy is etched at a relatively slow corrosion rate. For example, even when a copper alloy having high oxidation sensitivity is subjected to macro-corrosion, over-etching hardly occurs, and a surface to be observed for macro-structure observation, which is a good corroded surface after etching, can be obtained.

また、本実施形態のエッチング方法では、銅または銅合金に対するエッチング作用が、緩衝材により適切に調整されるので、銅または銅合金が比較的均一に溶解されるレベリング効果得られ、意図的に健全層に達するまでエッチングすることができる。  Further, in the etching method of the present embodiment, since the etching action on copper or copper alloy is appropriately adjusted by the buffer material, a leveling effect in which copper or copper alloy is dissolved relatively uniformly is obtained, and intentionally healthy. It can be etched until the layer is reached.

また、本実施形態の組織観察方法は、本実施形態の組織観察用エッチング液に銅又は銅合金からなる被観察面を浸し、組織観察用エッチング液に超音波を伝導させながら被観察面をエッチングするエッチング工程と、エッチング後の被観察面の組織観察を行う観察工程とを備える方法であるので、酸化感受性が高く、酸化物生成が発生しやすい銅合金や耐蝕性の高い銅合金、或は高純度銅などのマクロ組織観察を行う場合や、ミクロ組織観察を行う場合、マクロ組織観察を行ってからミクロ組織観察を行う場合などに、特別な技能や高額な専用設備を用いることなく、組織状態や結晶粒界を明確・容易に観察できる良好な被観察面が得られる。これは、超音波を伝導させながら被観察面を組織観察用エッチング液に浸すことにより、常に新鮮な組織観察用エッチング液が強制的に被観察面に供給されて腐蝕が均質に加速される上に、不働態膜ともなりうる酸化膜の滞留蓄積が生じにくくなるためと考えられる。  In addition, the structure observation method of this embodiment is obtained by immersing a surface to be observed made of copper or a copper alloy in the structure observation etching solution of this embodiment, and etching the surface to be observed while conducting ultrasonic waves in the structure observation etching solution. A copper alloy that has high oxidation sensitivity and easily generates oxides, or a copper alloy that has high corrosion resistance, or an etching process that performs an observation process for observing the structure of the surface to be observed after etching. When performing macro-structure observation of high-purity copper, etc., when performing micro-structure observation, when performing micro-structure observation after performing macro-structure observation, without using special skills or expensive dedicated equipment. A good surface to be observed in which the state and crystal grain boundaries can be clearly and easily observed can be obtained. This is because the surface to be observed is immersed in the tissue observation etching solution while conducting ultrasonic waves, so that a fresh tissue observation etching solution is always forcibly supplied to the surface to be observed and the corrosion is uniformly accelerated. In addition, it is considered that the accumulated accumulation of the oxide film that can also be a passive film is less likely to occur.

また、本実施形態の組織観察方法においては、組織観察される試料である銅又は銅合金からなる被観察面が複数ある場合であっても、複数の試料に対して一括してエッチング工程を行うことができるので、個々の試料を個別にエッチングする場合と比較して、容易に効率よくエッチング工程を行うことができ、複数個の試料の組織観察を効率よく行うことができる。  Further, in the structure observation method of the present embodiment, even when there are a plurality of surfaces to be observed made of copper or copper alloy, which are samples to be observed, the etching process is performed on the plurality of samples at once. Therefore, as compared with the case of individually etching individual samples, the etching process can be performed easily and efficiently, and the structure observation of a plurality of samples can be performed efficiently.

これに対し、例えば、エッチング液で湿らせた脱脂綿などを用いて被観察面を擦る従来のエッチング方法を用いて、複数の試料をエッチングする場合、個々の試料を個別にエッチングするので、手間がかかっていた。  On the other hand, for example, when etching a plurality of samples using a conventional etching method in which the surface to be observed is rubbed with an absorbent cotton moistened with an etching solution, the individual samples are individually etched. It was hanging.

また、エッチング液で湿らせた脱脂綿などを用いて被観察面を擦る従来のエッチング方法では、被観察面と脱脂綿とが接触することや、被観察面に付着していた異物が脱脂綿によって被観察面に擦りつけられることにより、被観察面に傷が生じてしまう場合があった。特に、エッチングを行うことにより被観察面に酸化物が生じる場合、エッチング液で湿らせた脱脂綿などを用いて被観察面を擦ると、不可避的に酸化物が被観察面に塗り広げられることになり、被観察面の変色を拡大させたり、酸化物の琢磨によって被観察面に新たな傷を生じさせたりする恐れがあった。
また、エッチング液で湿らせた脱脂綿などを用いて被観察面を擦る従来のエッチング方法では、擦る速度や圧力、被観察面のエッチング量などが、作業者の技量などによって変動するので、再現性が乏しく、特にエッチングしにくい材料をエッチングする場合には職人的技能に頼らず得ないという問題もあった。
In addition, in the conventional etching method in which the surface to be observed is rubbed with absorbent cotton moistened with an etching solution, the surface to be observed and the absorbent cotton are in contact with each other, and the foreign matter attached to the surface to be observed is observed with the absorbent cotton. The surface to be observed may be scratched by being rubbed against the surface. In particular, when oxide is generated on the surface to be observed by etching, the oxide is inevitably spread on the surface to be observed by rubbing the surface to be observed with absorbent cotton moistened with an etching solution. As a result, the discoloration of the surface to be observed may be enlarged, or polishing of the oxide may cause new scratches on the surface to be observed.
In addition, in the conventional etching method in which the surface to be observed is rubbed with absorbent cotton moistened with an etching solution, the rubbing speed and pressure, the amount of etching on the surface to be observed, etc. vary depending on the skill of the operator, etc. However, there is a problem that it is not possible to rely on craftsmanship when etching materials that are difficult to etch, especially difficult to etch.

これに対し、本実施形態の組織観察方法においては、組織観察用エッチング液以外のものを被観察面に接触させる必要がないので、被観察面と脱脂綿とを接触させることに起因する被観察面の傷や、被観察面を擦る作業者の技量によるエッチングむらが生じることはない。  On the other hand, in the tissue observation method of the present embodiment, since it is not necessary to contact the surface to be observed with anything other than the tissue observation etching solution, the surface to be observed is caused by bringing the surface to be observed into contact with the absorbent cotton. No scratches or etching irregularities due to the skill of the operator rubbing the surface to be observed.

なお、本発明の組織観察用エッチング液は、銅または銅合金の組織観察用エッチング液としてだけでなく、例えば、銅または銅合金を洗浄する場合にも好適に使用できる。  The structure observation etching solution of the present invention can be suitably used not only as a copper or copper alloy structure observation etching solution, but also when, for example, washing copper or copper alloy.

「実施例1」
Cu−Ni−Si−Zn−Snからなる試験体を、被観察面を上に向けてビーカーに入れ、表1に示すエッチング液1に浸し、エッチング液に超音波を伝導させながら試験体を120秒間エッチングした。その後、純水洗浄とドライヤーによる乾燥とを行い、倒立型金属顕微鏡(日本光学製エピショット)用いて被観察面のミクロ組織観察を行った。その結果を図1に示す。
"Example 1"
A specimen made of Cu-Ni-Si-Zn-Sn is placed in a beaker with the surface to be observed facing up, immersed in the etching solution 1 shown in Table 1, and the specimen is 120 while conducting ultrasonic waves in the etching solution. Etched for 2 seconds. Thereafter, washing with pure water and drying with a dryer were performed, and the microstructure of the observed surface was observed using an inverted metal microscope (Nippon Optical Epishot). The result is shown in FIG.

図1は、エッチング後の被観察面の顕微鏡写真である。図1に示すように、エッチング液1を用いた場合には、エッチングに起因する傷線の出現はなく、結晶粒界を明瞭に出現させることができた。   FIG. 1 is a photomicrograph of the surface to be observed after etching. As shown in FIG. 1, when the etching solution 1 was used, there was no appearance of flaw lines due to etching, and crystal grain boundaries could be clearly shown.

「実施例2」
表1に示すエッチング液2を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、Cu−Ni−Si−Mgからなる試験体を、エッチングした。その後、実施例1と同様にして被観察面のミクロ組織観察を行った。その結果を図2に示す。
図2は、エッチング後の被観察面の顕微鏡写真である。図2に示すように、エッチング液2を用いた場合、被観察面にエッチングに起因する傷線の出現はなく、結晶粒界を明瞭に出現させることができた。
"Example 2"
A test body made of Cu—Ni—Si—Mg was etched in the same manner as in Example 1 except that the etching solution 2 shown in Table 1 was used. Thereafter, the microstructure of the surface to be observed was observed in the same manner as in Example 1. The result is shown in FIG.
FIG. 2 is a photomicrograph of the surface to be observed after etching. As shown in FIG. 2, when the etching solution 2 was used, there was no appearance of flaw lines due to etching on the surface to be observed, and crystal grain boundaries could be clearly shown.

「実施例3」
OFC(普通無酸素銅)組成加工品からなる試験体を、表1に示すエッチング液1に浸し、被観察面を30分間エッチングした。その後、純水洗浄とドライヤーによる乾燥とを行い、被観察面のマクロ組織観察を行った。その結果を図3に示す。図3は、エッチング後の被観察面の写真である。
その後、マクロ組織観察を行った被観察面を、実施例1と同様にしてミクロ組織観察した。その結果を図4に示す。図4は、エッチング後の被観察面の顕微鏡写真である。
図3に示すように、塑性加工による材料の流動状態や熱影響が詳細に観察できる精密なマクロ組織観察が可能であるとともに、図4に示すように、ミクロ組織観察も可能である。
"Example 3"
A specimen made of an OFC (ordinary oxygen-free copper) composition processed product was immersed in the etching solution 1 shown in Table 1, and the surface to be observed was etched for 30 minutes. Thereafter, cleaning with pure water and drying with a dryer were performed, and the macro structure of the surface to be observed was observed. The result is shown in FIG. FIG. 3 is a photograph of the surface to be observed after etching.
Thereafter, the observed surface on which the macro structure was observed was observed in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIG. FIG. 4 is a photomicrograph of the observed surface after etching.
As shown in FIG. 3, it is possible to observe a precise macrostructure that allows detailed observation of the flow state and thermal effect of the material by plastic working, and it is also possible to observe a microstructure as shown in FIG.

「比較例1」
実施例1と同様の試験体を、m11相当液である表1に示すエッチング液3を用い、エッチング液で湿らせた脱脂綿を用いて被観察面を擦る方法でエッチングした。その後、実施例1と同様にして被観察面のミクロ組織観察を行った。その結果を図5に示す。
図5は、エッチング後の被観察面の顕微鏡写真である。図5に示すように、エッチング液3を用いた場合、結晶粒界は不明瞭であった。
“Comparative Example 1”
A test specimen similar to that in Example 1 was etched by a method of rubbing the surface to be observed using absorbent cotton moistened with an etching solution using the etching solution 3 shown in Table 1 which is a liquid corresponding to m11. Thereafter, the microstructure of the surface to be observed was observed in the same manner as in Example 1. The result is shown in FIG.
FIG. 5 is a photomicrograph of the surface to be observed after etching. As shown in FIG. 5, when the etching solution 3 was used, the crystal grain boundary was unclear.

「比較例2」
実施例2と同様の試験体を、m11相当液である表1に示すエッチング液3を用い、エッチング液で湿らせた脱脂綿を用いて被観察面を擦る方法でエッチングした。その後、実施例1と同様にして被観察面のミクロ組織観察を行った。その結果を図6に示す。
図6は、エッチング後の被観察面の顕微鏡写真である。図6に示すように、エッチング液3を用いた場合、被観察面にエッチングに起因する傷線が発生しており、結晶粒界は不明瞭であった。
“Comparative Example 2”
A test specimen similar to that of Example 2 was etched by a method of rubbing the surface to be observed using absorbent cotton moistened with an etching solution using the etching solution 3 shown in Table 1 which is a liquid corresponding to m11. Thereafter, the microstructure of the surface to be observed was observed in the same manner as in Example 1. The result is shown in FIG.
FIG. 6 is a photomicrograph of the observed surface after etching. As shown in FIG. 6, when the etching solution 3 was used, a flaw line resulting from etching was generated on the surface to be observed, and the crystal grain boundary was unclear.

Claims (5)

建浴組成として、硝酸、硫酸、硫酸銅塩、水酸化ナトリウム及び過酸化水素を含有することを特徴とする銅または銅合金の組織観察用エッチング液。   An etching solution for observing the structure of copper or copper alloy, which contains nitric acid, sulfuric acid, copper sulfate salt, sodium hydroxide and hydrogen peroxide as a building bath composition. 前記硫酸銅塩が、硫酸銅五水和物塩であることを特徴とする請求項1に記載の銅または銅合金の組織観察用エッチング液。  The said copper sulfate salt is a copper sulfate pentahydrate salt, The etching liquid for structure | tissue observation of the copper or copper alloy of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 前記建浴組成が、1リットル中に、
硝酸0.43〜0.57mol/l(18〜24ml/l)、
硫酸0.51〜0.68mol/l(27〜36ml/l)、
硫酸銅五水和物塩0.005〜0.05mol/l(1.4〜13g/l)、
水酸化ナトリウム0.03〜0.035mol/l(1.0〜1.4g/l)、
過酸化水素1〜2mol/lを含有し、
残りが水(18.2MΩ超純水)からなるものであることを特徴とする請求項2に記載の銅または銅合金の組織観察用エッチング液。
In one liter, the composition is
Nitric acid 0.43-0.57 mol / l (18-24 ml / l),
Sulfuric acid 0.51-0.68 mol / l (27-36 ml / l),
Copper sulfate pentahydrate salt 0.005-0.05 mol / l (1.4-13 g / l),
Sodium hydroxide 0.03-0.035 mol / l (1.0-1.4 g / l),
Containing hydrogen peroxide 1-2 mol / l,
3. The etching solution for observing the structure of copper or copper alloy according to claim 2, wherein the remainder is made of water (18.2 MΩ ultrapure water).
請求項1〜請求項3のいずれかに記載の組織観察用エッチング液を用いて、銅または銅合金をエッチングすることを特徴とするエッチング方法。   An etching method comprising etching copper or a copper alloy using the structure observation etching solution according to any one of claims 1 to 3. 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の組織観察用エッチング液に銅または銅合金からなる被観察面を浸し、前記組織観察用エッチング液に超音波を伝導させながら前記被観察面をエッチングするエッチング工程と、エッチング後の前記被観察面の組織観察を行う観察工程とを備えることを特徴とする組織観察方法。
A surface to be observed made of copper or a copper alloy is immersed in the structure observation etching solution according to any one of claims 1 to 3, and the surface to be observed is etched while conducting ultrasonic waves in the structure observation etching solution. A structure observation method comprising: an etching step for performing an observation step, and an observation step for performing a structure observation of the observed surface after etching.
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