一种紫铜抛光液及其使用方法与流程

本发明属于化学工艺处理领域，特别是一种紫铜抛光液及其使用方法。

技术背景

紫铜是一种坚韧、柔软、富有延展性的金属，被广泛用于制作导电、导热器材。在工业生产中常常需要对紫铜进行表面抛光处理，在研究紫铜的金相试样时，也需要对紫铜表面进行抛光处理。化学抛光方法仅利用化学反应，使紫铜表面平整、光亮，既不需要复杂设备，工作效率又高；在满足抛光操作便利、操作简单、抛光表面较为光洁的前提下，化学抛光方法在紫铜抛光技术方面脱颖而出。

紫铜的化学抛光方法核心在于抛光液的制备，传统的化学抛光液一般含有高浓度的铬酸，硝酸、盐酸等强氧化剂。铬酸系列抛光液在使用后产生的废液易对环境造成铬污染；硝酸系列抛光液由于硝酸氧化性过强容易对紫铜造成过腐蚀，在使用过程中还会产生对环境有害的氮氧气体，因此在抛光过程中对时间、温度等操作要求较高。在文献《金属的化学抛光技术》(电镀与涂饰，2005，24(10)：36-41)中公开了磷酸醋酸系列抛光液，该抛光液抛光质量好，但该抛光液存在成分变化快，使用寿命短等缺陷。

因此现有技术中的紫铜抛光液存在使用工艺复杂、成分不稳定，废液造成环境污染，使用过程中产生有害气体等问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种紫铜抛光液及其使用方法，该抛光液用于紫铜表面抛光时，成分稳定，使用工艺简单，使用过程中不产生有害气体，废液对环境不造成污染。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是一种紫铜抛光液，含有正磷酸、冰乙酸、硝酸、过氧化氢、无水乙醇、尿素和水；正磷酸浓度为1.29～1.34mol/L，冰乙酸浓度为0.66～0.72mol/L，硝酸浓度为0.67～0.71mol/L，过氧化氢浓度为9.32～9.45mol/L，无水乙醇浓度为0.60～0.69mol/L，以及尿素浓度为12g/L。

上述紫铜抛光液的使用方法包括以下步骤：

1)将盛有紫铜抛光液的非金属容器置于恒温水浴锅中，恒温水浴锅温度为30～60℃；

2)将需要抛光的紫铜表面浸没在抛光溶液中，抛光过程中晃动紫铜，避免抛光产物附着于紫铜表面，持续抛光至紫铜表面平整；

3)将抛光后的紫铜置于稀硝酸中浸泡5～10s后用去离子水将紫铜表面稀硝酸冲洗去除。

本发明的有益效果：

本发明所提供的紫铜抛光液采用正磷酸、冰乙酸等中强酸和过氧化氢组合制备的紫铜抛光液，抛光液成分稳定，使用工艺简单，抛光过程中不产生任何气体，抛光产生的废液主要成分为磷酸铜、硝酸铜等铜盐，废液对环境无危害。

附图说明

图1为本发明提供的抛光液使用方法流程图；

图2为紫铜板表面经过部分抛光后在体视显微镜下的形貌图；

图3为紫铜片表面经过部分抛光后在体视显微镜下的形貌图；

图4为紫铜板样品和紫铜片样品抛光后损失质量与抛光温度的关系图。

具体实施方式

实施例1：

本发明提供的紫铜抛光液，含有正磷酸、冰乙酸、硝酸、过氧化氢、无水乙醇、尿素和水，正磷酸浓度为1.30mol/L，冰乙酸浓度为0.68mol/L，硝酸浓度为0.67mol/L，过氧化氢浓度为9.34mol/L，无水乙醇浓度为0.62mol/L，和尿素浓度为12g/L。

本实施例分别对紫铜板、紫铜片进行了抛光，具体步骤如下：

1)将装有紫铜抛光液的烧杯放置在恒温水浴锅中，恒温水浴锅温度为42℃；

2)依次用无水乙醇、去离子水对待抛光样品(紫铜板、紫铜片)进行清洗后吹干；

3)用木镊子夹取待抛光样品，将一端浸没在紫铜抛光液中，并缓慢晃动。当表面平整后，将抛光后的样品置于稀硝酸中浸泡10s，然后用去离子水将样品表面稀硝酸冲洗去除，抛光完毕。

图2为紫铜板表面经过部分抛光后在体视显微镜下的形貌图，抛光区域与未抛光区域存在明显分界，并且抛光区域较光亮，平整；可见紫铜板抛光区域达到表面光亮，平整的效果，抛光区域无发黑发雾或者点蚀现象。

图3为紫铜片表面经过部分抛光后在体视显微镜下的形貌图，抛光区域与未抛光区域存在明显分界，抛光区域更平整，光亮；可见紫铜片抛光区域达到表面光亮，平整的效果，抛光区域无发黑发雾或者点蚀现象。

在抛光过程中还采用了其他抛光温度，并且选取相同大小的紫铜板和紫铜片样品，得到如图4所示的样品抛光后损失质量与抛光温度的关系图。抛光时需将样品全部浸没在抛光液中，具体抛光步骤参考实施例1，抛光时间均为30s。由图可知，两样品在不同温度下进行抛光后，均有质量减少；并且均在抛光温度为42℃时，质量损失最多。所以确定最佳抛光温度为42℃。

本发明提供的紫铜抛光液，抛光过程中不产生任何气体，产生的废液主要成分为磷酸铜、硝酸铜等铜盐，废液对环境无危害。根据磷酸铜不溶于水，溶于酸的特性，调节废液的ph值，还可以回收磷酸铜，作为有机反应催化剂，乳化剂，肥料提及金属表面抗氧化剂；而硝酸铜与乙酸酐的混合物还是有机合成中有用的硝化剂，因此废液还可以再利用。