蚀刻液以及制备铝合金工件的方法技术

一种用于蚀刻铝合金的蚀刻液，包括水、有机酸以及能够在所述水中解离出Fe

【技术实现步骤摘要】
蚀刻液以及制备铝合金工件的方法


[0001]本申请涉及金属材料领域，尤其涉及一种蚀刻液以及制备铝合金工件的方法。

技术介绍

[0002]便携式消费类电子产品在人们生活中得到越来越多的使用。消费者对电子产品的外观以及外壳的性能要求也越来越高。铝合金材质具有强度高、密度小、机械性能好、韧性好以及抗蚀性能好等优点，是作为电子产品外壳基体的良好选择。
[0003]由于消费者对工业品的材料的强度、外观、密度等物理化学性质的要求，目前仅使用铝合金不能满足这些要求，因此通常在保留铝合金材料的特性同时又引入其他材料的特性。相关技术中，一般是通过电化学腐蚀在铝合金上形成孔，再在孔中成型其他材料以形成铝合金工件。但是，电化学腐蚀处理后，铝合金上的孔密度低，孔分布不均匀，会出现铝合金与其他材料之间的结合强度不够，导致铝合金工件的气密性和水密性性能差。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，有必要提供一种能够代替电化学腐蚀在铝合金表面形成孔的蚀刻液以及经过蚀刻液蚀刻制备铝合金工件的方法，以解决上述技术问题。
[0005]一种用于蚀刻铝合金的蚀刻液，包括水、有机酸以及能够在所述水中解离出Fe
2+
和Cl
‑
的物质。
[0006]进一步地，所述有机酸选自草酸、酒石酸、柠檬酸、乙醇酸、葡萄糖酸、冰醋酸、甲酸、苯甲酸、氨基磺酸以及乙二胺四乙酸中的至少一种。
[0007]进一步地，所述能够在所述水中解离出Fe
2+
和Cl
‑
的物质选自亚铁盐和氯化物的组合，所述亚铁盐选自FeSO4和FeCl2中的至少一种。
[0008]进一步地，所述氯化物选自NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2、FeCl2以及ZnCl2中的至少一种。
[0009]进一步地，所述亚铁盐在所述蚀刻液中的Fe
2+
的摩尔浓度为0.05mol/L
‑
0.50mol/L。
[0010]进一步地，所述氯化物在所述蚀刻液中的Cl
‑
的摩尔浓度为0.5mol/L
‑
4.0mol/L。
[0011]进一步地，所述蚀刻液中氯离子与亚铁离子的摩尔浓度之比为1:1
‑
50:1。
[0012]进一步地，所述蚀刻液中还包括缓蚀剂，所述缓蚀剂可以选自钼酸钠、葡萄糖酸钠以及乙二胺四乙酸中的至少一种。
[0013]一种制备铝合金工件的方法，包括使用上述蚀刻液处理铝合金制品，以在铝合金制品表面形成孔。
[0014]进一步地，所述孔的孔深范围为20μm
‑
60μm。
[0015]进一步地，所述孔包括第一孔和所述第一孔孔壁上的第二孔，所述第二孔与所述第一孔形成锥形刺突结构。
[0016]本申请提供的蚀刻液和制备铝合金工件的方法，在有机环境中对铝合金进行化学
腐蚀，有机环境体系能够提供一个温和的蚀刻环境，离子传输速率相对较慢，防止离子传输速率过快导致反应不可控。一方面，铝合金的表面具有致密的氧化膜(Al2O3)，蚀刻液中的Cl
‑
能够使铝合金表面的氧化膜发生局部溶解(即点腐蚀)，局部溶解是形成孔洞形貌的基础；另一方面，Fe
2+
在氧化膜发生局部溶解的基础上与铝合金中的铝形成原电池从而蚀刻铝，使蚀刻液沿着孔洞方向继续蚀刻，从而形成蜂窝状的孔；再一方面，Fe
2+
能够与有机酸中的酸根离子络合，从而解离出H
+
形成弱酸环境，合适的酸性环境有利于Cl
‑
和Fe
2+
对铝合金的蚀刻，由于不断的能够解离出H
+
，能够持续维持稳定的蚀刻环境。
附图说明
[0017]图1为本申请实施例提供的蚀刻液蚀刻铝合金制品的流程图。
[0018]图2为本申请实施例提供的蚀刻液蚀刻铝合金制品的结构示意图。
[0019]图3为本申请一实施例提供的铝合金工件的照片。
[0020]图4为本申请另一实施例提供的铝合金工件的照片。
[0021]图5为本申请再一实施例提供的铝合金工件的照片。
[0022]图6为本申请一实施例提供的第一孔的孔壁上具有第二孔的铝合金工件的扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope，SEM)测试图。
[0023]图7为本申请一实施例中第一孔的孔深测试图。
[0024]主要元件符号说明
[0025][0026][0027]如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
[0028]为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
[0029]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的所有的和任意的组合。
[0030]本申请实施例提供一种蚀刻液，蚀刻液用于对铝合金进行化学蚀刻，以在铝合金表面形成一定形状的孔。
[0031]所述蚀刻液包括水、有机酸以及能够在水中解离出Fe
2+
和Cl
‑
的物质。
[0032]在有机环境中对铝合金进行化学腐蚀，有机环境体系能够提供一个温和的蚀刻环境，离子传输速率相对较慢，防止离子传输速率过快导致反应不可控。一方面，铝合金的表面具有致密的氧化膜(Al2O3)，蚀刻液中的Cl
‑
能够使铝合金表面的氧化膜发生局部溶解(即点腐蚀)，局部溶解是形成孔洞形貌的基础；另一方面，Fe
2+
在氧化膜发生局部溶解的基础上与铝合金中的铝形成原电池从而蚀刻铝，使蚀刻液沿着孔洞方向继续蚀刻，从而形成蜂窝状的孔；再一方面，Fe
2+
能够与有机酸中的酸根离子络合后解离出H
+
形成弱酸环境，合适的酸性环境有利于Cl
‑
和Fe
2+
对铝合金的蚀刻，由于不断的能够解离出H
+
，能够持续维持稳定的蚀刻环境。
[0033]其中，需要说明的是，铝合金表面的氧化膜在后续蚀刻过程中，随着反应的进行，在一些情况下会被完全去除，例如延长蚀刻时间等。当具有孔的铝合金从蚀刻液中取出时，由于空气中的氧气与铝合金表面接触，铝合金的表面会再次形成氧化膜。
[0034]水可以是单独加入蚀刻液中的水，包括普通的水或去离子水；也可以是加入蚀刻液中含有结晶水的化合物产生的水。水用于解离能够解离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于蚀刻铝合金的蚀刻液，包括：水；有机酸；以及能够在所述水中解离出Fe
2+
和Cl
‑
的物质。2.根据权利要求1所述的蚀刻液，其中，所述有机酸选自草酸、酒石酸、柠檬酸、乙醇酸、葡萄糖酸、冰醋酸、甲酸、苯甲酸、氨基磺酸以及乙二胺四乙酸中的至少一种。3.根据权利要求1所述的蚀刻液，其中，所述能够在所述水中解离出Fe
2+
和Cl
‑
的物质选自亚铁盐和氯化物的组合，所述亚铁盐选自FeSO4和FeCl2中的至少一种。4.根据权利要求3所述的蚀刻液，其中，所述氯化物选自NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2、FeCl2以及ZnCl2中的至少一种。5.根据权利要求3所述的蚀刻液，其中，所述亚铁盐在所述蚀刻液中的Fe
2+
的摩尔浓度为0.05mol/L
‑
0.50mol/L。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：张士浤，袁稳芳，李亮，于龙，李怡文，宋茹茹，
申请(专利权)人：深圳市裕展精密科技有限公司，
类型：发明
国别省市：