用于去除铜件表面上的铜氧化物的铬酸洗液及去除方法技术

本申请涉及一种用于去除铜件表面上的铜氧化物的铬酸洗液，由浓度为85％的磷酸、浓度为125g/L的铬酸和去离子水按2.5:1:(140‑210)的体积比混合而成。本申请还涉及使用该铬酸洗液去除铜件表面上的铜氧化物的方法。由于本发明专利技术的铬酸洗液不含腐蚀性强的三酸，较为温和，在使用中不会产生有毒气体，且可以采用浸泡、灌注或者擦拭的方式接触铜件表面，易操作，效果好，成本低，尤其适用于大尺寸或复杂工件。

【技术实现步骤摘要】
用于去除铜件表面上的铜氧化物的铬酸洗液及去除方法
本专利技术涉及铜件表面上的铜氧化物的去除，更具体涉及一种用于去除铜件表面上的铜氧化物的铬酸洗液以及使用该铬酸洗液去除铜件表面上的铜氧化物的方法。
技术介绍
铜具有三种不同的氧化态：零价铜，即金属铜(Cu)；一价铜，即氧化亚铜(Cu2O)；二价铜，即氧化铜(CuO)。纯铜件在暴露于空气时，在其表面上会形成氧化亚铜、氧化铜、氢氧化铜(Cu(OH)2)等铜氧化物的混合物。铜氧化物的存在会使铜件表面失去光泽。这通常会降低铜件的美观性和商业价值。对于一些应用场合，则会造成技术上的缺陷，甚至是重大的缺陷。例如，漂移管直线加速器(CSNSDTL)由12节内径约566mm、长度约3000mm的腔体组成。每一节腔体内壁是电镀的无氧铜(约0.15mm厚，基体为20#钢)。常温条件下，铜表面会有一层极薄的氧化膜。自然形成的氧化膜，会吸附大量氧分子，从而使得抽真空(真空度要求为1.0-6Pa)异常困难。同时，DTL腔体加高功率后，氧化层会引起打火，严重时导致铜层脱落。因而，对于去除铜件表面上的铜氧化物(例如氧化膜)存在着广泛的需求。常规的清洗法(例如真空室清洗)一般采用去离子水、高纯酒精、丙酮等试剂进行清洗，但是并不能去除铜表面上的氧化膜。常规的铜件表面清洗酸液，采用传统的三酸(硝酸、硫酸、盐酸)配方，在对铜件表面进行酸洗过程中会有如下缺点：(1)产生大量有害气体(NOx、HCl、SO2等)，严重威胁工作人员的身体健康；(2)作业时间短，容易发生过度腐蚀；(3)难以应用于大尺寸或复杂工件的操作。因此，本领域仍需要新型的用于去除铜件表面上的铜氧化物的洗液。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型的铬酸洗液，其可用于去除铜件表面上的铜氧化物，且不会产生有毒气体，易操作，效果好，成本低，尤其适用于大尺寸或复杂工件。因此，在一个方面，本专利技术提供一种用于去除铜件表面上的铜氧化物的铬酸洗液，其由浓度为85％的磷酸、浓度为125g/L的铬酸和去离子水按2.5:1:(140-210)的体积比混合而成。在本专利技术的一些实施方案中，该铬酸洗液由浓度为85％的磷酸、浓度为125g/L的铬酸和去离子水按2.5:1:(140-175)的体积比混合而成。在本专利技术的另一些实施方案中，该铬酸洗液由浓度为85％的磷酸、浓度为125g/L的铬酸和去离子水按2.5:1:(176-210)的体积比混合而成。在本专利技术的一个实施方案中，该铬酸洗液由浓度为85％的磷酸、浓度为125g/L的铬酸和去离子水按2.5:1:140的体积比混合而成。在本专利技术的一个优选实施方案中，该铬酸洗液由浓度为85％的磷酸、浓度为125g/L的铬酸和去离子水按2.5:1:175的体积比混合而成。在本专利技术的一个优选实施方案中，该铬酸洗液由浓度为85％的磷酸、浓度为125g/L的铬酸和去离子水按2.5:1:210的体积比混合而成。在另一个方面，本专利技术提供一种去除铜件表面上的铜氧化物的方法，该方法包括使用根据本专利技术的第一方面的铬酸洗液来接触铜件表面。在本专利技术的实施方案中，使用根据本专利技术的第一方面的铬酸洗液接触铜件表面0.5-2分钟。优选地，使用根据本专利技术的第一方面的铬酸洗液接触铜件表面1分钟。在本专利技术的实施方案中，通过使用根据本专利技术的第一方面的铬酸洗液浸泡、灌注或者擦拭铜件表面，来实现接触铜件表面。优选地，通过使用根据本专利技术的第一方面的铬酸洗液擦拭铜件表面，来实现接触铜件表面。在本专利技术的优选实施方案中，在使用根据本专利技术的第一方面的铬酸洗液来接触铜件表面之前先用金属清洗剂去除铜件表面上的油。在本专利技术的优选实施方案中，使用根据本专利技术的第一方面的铬酸洗液来接触铜件表面之后，用水冲洗铜件表面，然后吹干铜件表面。本专利技术的有益效果本专利技术的铬酸洗液，由浓度为85％的磷酸、浓度为125g/L的铬酸和去离子水按2.5:1:(140-210)的体积比混合而成。其中铬酸是用铬酸酐(即三氧化铬)溶于去离子水制备而成，铬酸酐具有强氧化性，可以氧化铜件表面上的铜氧化物，例如氧化亚铜、氧化铜和氢氧化铜，并且铬酸酐在洗液中形成的铬酸具有表面钝化作用，防止空气对纯铜的侵袭；磷酸的酸性较三酸(硝酸、硫酸、盐酸)弱，亦是活性剂，可使铜表面光亮细致，而避免三酸影响人体健康和容易腐蚀工件的问题；去离子水使铬酸洗液具有合适的作用浓度。铬酸洗液的浓度对于铜件表面的铜氧化物的去除效果也很重要，如果浓度过高，可接触时间短且易腐蚀铜层，给操作带来很大困难，而如果浓度过低，即使经过长时间解除，去除效果也不明显。由于本专利技术的铬酸洗液不含腐蚀性强的三酸，较为温和，在使用中不会产生有毒气体，且可以采用浸泡、灌注或者擦拭的方式接触铜件表面，易操作，效果好，成本低，尤其适用于大尺寸或复杂工件。附图说明图1显示在浓度为85％的磷酸、浓度为125g/L的铬酸和去离子水的体积比为2.5:1:210的本专利技术代表性铬酸洗液中浸泡0.5分钟(左)、1分钟(中)和2分钟(右)的铜试样的表面的照片；图2显示漂移管直线加速器腔体内壁铜表面用浓度为85％的磷酸、浓度为125g/L的铬酸和去离子水的体积比为2.5:1:210的本专利技术代表性铬酸洗液进行1分钟擦拭处理后得到的表面效果。具体实施方式本专利技术人在研究工作中，遇到了漂移管直线加速器腔体内壁电镀的无氧铜表面发生氧化形成氧化膜的问题，导致加速器抽真空异常困难，并且在腔体加高功率后，氧化膜层会引起打火，严重时导致铜层脱落。而传统的铬酸洗液含有强腐蚀性的三酸(硝酸、硫酸、盐酸)，并不适合于处理漂移管直线加速器腔体内壁表面上的氧化铜。本专利技术人致力于解决这个技术难题，研究了125g/L浓度的铬酸与不同浓度的磷酸(25％、50％和85％)和去离子水在不同体积比的配方，对电镀无氧铜样片进行酸洗，根据试样的光泽、酸痕、反应速率等，最终发现由浓度为85％的磷酸、浓度为125g/L的铬酸和去离子水按2.5:1:(140-210)的体积比混合而成的铬酸洗液具有令人满意的结果，从而得到了本专利技术的铬酸洗液。同时本专利技术人还摸索出了用本专利技术的铬酸洗液去除铜件表面的铜氧化物的方式和条件，包括浸泡、灌注或者擦拭铜件表面。以下通过非限制性的实施例对本专利技术进行进一步的说明。实施例1在本实施例中，用浓度为85％的磷酸、浓度为125g/L的铬酸和去离子水，按以下体积比配制成铬酸洗液：试验号1：2.5:1:140的体积比；试验号2：2.5:1:175的体积比；试验号3：2.5:1:210的体积比。同时，制作电镀无氧铜样片(50mm×50mm×2mm)共9片，将样片置于大气中，使其表面氧化，得到待去除表面铜氧化物的铜件样品。将试验号1、试验号2和试验号3的铬酸洗液分别分为3个50ml的等分试样，分装于9个平皿中。然后，每个平皿中分别放入1片铜样片，按以下表1所示的时间进行浸泡。表1：浸泡试验设计平皿1试验号1浸泡0.5分钟平皿2试验号1浸泡1分钟平皿3试验号1浸泡2分钟平皿4试验号2浸泡0.5分钟平皿5试验号2浸泡1分钟平皿6试验号2浸泡2分钟平皿7试验号3浸泡0.5分钟平皿8试验号3浸泡1分钟平皿9试验号3浸泡2分钟每个平皿中的铜样片浸泡时间到后，用镊子取出铜样片，用去离子水清洗并晾干。然后，首先对经过铬酸洗液处理的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于去除铜件表面上的铜氧化物的铬酸洗液，其特征在于，所述铬酸洗液由浓度为85％的磷酸、浓度为125g/L的铬酸和去离子水按2.5:1:(140‑210)的体积比混合而成。

【技术特征摘要】
1.一种用于去除铜件表面上的铜氧化物的铬酸洗液，其特征在于，所述铬酸洗液由浓度为85％的磷酸、浓度为125g/L的铬酸和去离子水按2.5:1:(140-210)的体积比混合而成。2.根据权利要求1所述的铬酸洗液，其特征在于，所述铬酸洗液由浓度为85％的磷酸、浓度为125g/L的铬酸和去离子水按2.5:1:(140-175)的体积比混合而成。3.根据权利要求1所述的铬酸洗液，其特征在于，所述铬酸洗液由浓度为85％的磷酸、浓度为125g/L的铬酸和去离子水按2.5:1:(176-210)的体积比混合而成。4.根据权利要求1所述的铬酸洗液，其特征在于，所述铬酸洗液由浓度为85％的磷酸、浓度为125g/L的铬酸和去离子水按2.5:1:140的体积比混合而成。5.根据权利要求1所述的铬酸洗液，其特征在于，所述铬酸洗液由浓度为85％的磷酸、浓度为125g/L的铬酸和去离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴小磊，宋洪，巩克云，刘顺明，刘华昌，
申请(专利权)人：东莞中子科学中心，
类型：发明
国别省市：广东,44