مواد مصرفی اچینگ (Etching) متالوگرافی

اچینگ چیست؟

اچینگ یک فرآیند حیاتی است که برای آشکارسازی ریزساختار نمونه ‌های متالوگرافی استفاده می‌ شود. اچینگ فلزات به عنوان یک فرآیند مهم در صنایعی مانند الکترونیک، هوافضا و خودرو برای ایجاد قطعات دقیق مورد استفاده قرار می ‌گیرد. دستیابی به نتایج پایدار نیازمند کنترل دقیق پارامتر های شیمیایی، فیزیکی و مرتبط با محلول است.

تکنیک ‌های رایج اچینگ شامل روش‌ های شیمیایی، الکترولیتی، حرارتی، پلاسما، نمک مذاب و مغناطیسی است. با این حال، دو مورد از پرکاربردترین آن ها عبارتند از:

اچینگ شیمیایی - از محلول‌های اسید/باز همراه با اکسیدکننده‌ ها یا کاهنده ‌ها در حلالی مانند الکل استفاده می‌ شود.

اچینگ الکتروشیمیایی - با استفاده از ولتاژ یا جریان اعمال شده، اچینگ شیمیایی را تقویت می‌کند.

در جدول زیر ترکیب، غلظت مصرفی، شرایط و موارد مصرف برخی اچانت های مرسوم ارائه شده است:

موارد مصرف	شرایط	غلظت	ترکیب	اچانت
فولاد ضد زنگ سری ۳۰۰، سوپرآلیاژها	غوطه‌وری	۹ گرم، ۱۵۰ میلی‌لیتر، ۴۵ گرم، ۷۵ میلی‌لیتر	کلرید آمونیوم مس، اسید هیدروکلریک، کلرید فریک، آب دیونیزه	Adler Etchant
آلیاژهای آلومینیوم	غوطه‌وری	۲۵ گرم، ۲۵۰ میلی‌لیتر	سود پرک، آب مقطر	Al-NaOH Etchant
برنج‌های دارای کبالت	غوطه‌وری	۵۰ گرم، ۲۴۵ میلی‌لیتر	(NH₄)₂S₂O₈، آب مقطر	Ammonium Persulfate Etchant
مس و آلیاژهای مس	سواب ۵-۴۵ ثانیه	۶۲.۵ میلی‌لیتر، ۱۲۵ میلی‌لیتر، ۶۲.۵ میلی‌لیتر	آمونیاک، پراکسید هیدروژن (۳٪)، آب دیونیزه	ASTM No. 30
آلیاژهای Fe-Cr-Ni	الکترولیتیک، 2.5 ولت	187.5 گرم، 245 میلی لیتر	KOH، آب مقطر	ASTM 97
هستلوی	غوطه‌وری	۳۱.۲۵ گرم، ۱۸۷.۵ میلی‌لیتر، ۶۲.۵ میلی‌لیتر	CrO₃، HCl، آب مقطر	ASTM No. 157
فولاد - رنگ های فریت، مارتنزیت و غیره	غوطه‌وری	250 میلی لیتر، 25 گرم، 7.5 گرم	آب مقطر، Na₂S₂O₃، K₂S₂O₅	Beraha's
فولاد ضد زنگ سرس 300 و دوبلکس	غوطه وری، 20 درجه سانتیگراد	8.5 گرم، 2.4 گرم، 122 میلی لیتر، 6 میلی لیتر، 122 میلی لیتر	FeCl₃، CuCl₂، HCl، HNO₃، اتانول	Carpenters
مس و برنج	غوطه‌وری، ۲۰ درجه سانتی‌گراد	۱۲۵ میلی‌لیتر، ۱۲۵ میلی‌لیتر	اسید نیتریک، آب مقطر	Copper No.1
مس و برنج	غوطه‌وری، ۲۰ درجه سانتی‌گراد	۲۰۰ میلی‌لیتر، ۵۰ میلی‌لیتر، ۱۰ گرم	آب دیونیزه، هیدروکلراید، FeCl₃	Copper No.2
آهن آزاد را در فولادهای ضد زنگ تشخیص می‌دهد	-	40 گرم، 1.5 میلی لیتر، 245 میلی لیتر	CuSO₄·5H₂O، H₂SO₄، آب دیونیزه	CU-PASS-SOL
برای Cu-Sn (برنز قلع)	-	36 میلی لیتر، 445 میلی لیتر، 18 میلی لیتر، 8.9 گرم	H₂SO₄، آب دیونیزه، NaCl (اشباع)، K₂Cr₂O₇	Dichromate
فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی و PH	-	100 میلی لیتر، 12.5 گرم، 75 میلی لیتر، 65 میلی لیتر	HCl، CuCl₂، آب دیونیزه، الکل	Fry's Etchant
سوپرآلیاژهای نیکل-مس دوپلکس	غوطه‌وری/سواب، ۲۰ درجه سانتیگراد	۵ گرم، ۱۰۰ میلی‌لیتر، ۱۰۰ میلی‌لیتر	CuCl₂، HCl، اتانول	Kalling's No. 2
آلومینیوم و تیتانیوم	10 تا 30 ثانیه غوطه‌وری	190 میلی‌لیتر، 5 میلی‌لیتر، 3 میلی‌لیتر، 2 میلی‌لیتر	آب دیونیزه، HNO₃، HCl، HF	Keller's
برنج، برنز، چدن، فولاد	چند ثانیه	250 میلی لیتر اشباع، 5 گرم	محلول Na₂S₂O₃، K₂S₂O₅	Klemm's Reagent
مس، چدن، قلع	تا چند دقیقه در دمای 40 درجه سانتیگراد	250 میلی لیتر، 25 گرم	Na₂S₂O₃محلول، K₂S₂O	Klemm's 2
اچ ماکرو برای آلیاژهای نیکل	تازه تهیه شده	مقادیر متفاوت	محلول‌های چندگانه (HNO₃، HCl، H₂O₂)	Inconel Etchant
تیتانیوم و آلیاژها	سواب تا 20 ثانیه	92 میلی‌لیتر، 6 میلی‌لیتر، 2 میلی‌لیتر	آب دیونیزه، HNO₃، HF	Kroll’s
سوپرآلیاژهای نیکل، نیکل-مس، نیکل-آهن	سواب یا غوطه ور کردن 5 تا 60 ثانیه	10 گرم، 50 میلی لیتر، 50 میلی لیتر	CuSO₄، HCl، آب	Marble's
کاربیدها، کروم، مولیبدن، آلیاژهای WC-Co	ابتدا آب و پتاس را مخلوط کنید	10 گرم، 10 گرم، 100 میلی لیتر	K₃Fe(CN)₆، KOH، آب	Murakami's
آهن معمولی، فولاد	چند ثانیه	100 میلی‌لیتر، 1 تا 10 میلی‌لیتر	اتانول، HNO₃	Nital
فریت، کاربید، بینیت و غیره	چند ثانیه	۱۰۰ میلی‌لیتر، ۲ تا ۴ گرم	اتانول، اسید پیکریک	Picral
کاربید فریت در فولادها	چند ثانیه	1 گرم، 5 میلی لیتر، 100 میلی لیتر	اسید پیکریک، هیدروکلراید، اتانول	Vilella’s
اچینگ رنگی برای آلیاژهای تیتانیوم	چند ثانیه	۴.۵ گرم، ۱۰ میلی لیتر، ۲۴۰ میلی لیتر	آمونیوم بی فلوراید، هیدروکلراید، آب	Weck's

منابع:

https://www.xinketching.com/controlling-factors-in-the-metal-etching-process/
https://www.metallographic.com/metallographic-consumables/etching.html?srsltid=AfmBOoqpggB3y4duDU_p2KTfxoyL6_fdKxjzdDl2GYnhFySeL86ajpZu
Masato, Davide & Piccolo, Leonardo & Lucchetta, Giovanni & Sorgato, Marco. (2022). Texturing Technologies for Plastics Injection Molding: A Review. Micromachines. 13. 1211. 10.3390/mi13081211.