Как приготовить водный раствор хлорного железа. ← Портативный подогреватель своими руками (04.06.2016) Пропорции хлорного железа и воды

Хлорное железо это самый эффективный химикат для травления печатных плат, но уж очень дорогой. Приготовить его собственными руками в резиновых перчатках можно по рецептам выписанным из журнала «Радио».

Способы приготовления хлорного железа

Для приготовления хлорного железа, используемого при травлении печатных плат, мы использовали порошкообразный железный сурик и техническую соляную кислоту, имеющиеся в продаже. На одну (по объему) часть соляной кислоты требуется 1,5-2 части сурика. Компоненты смешивают в стеклянной посуле, добавляя сурик небольшими порциями до прекращения химической реакции, в результате которой образуется раствор хлорного железа, готового к употреблению, а на дно выпадает осадок. Приготовление хлорного железа необходимо производить на открытом воздухе, соблюдая меры предосторожности В. БАЦУЛА. В. КУЗИН г. Севастополь

В «Радио» (1990. № 8, с. 74) была опубликована заметка А. Сергиенко и В. Иваненко «Приготовление хлорного железа», в которой рассказано, как в любительских условиях приготовить треххлористое железо для травления плат. Суть этого способа состоит в обработке соляной кислотой обычной ржавчины. Однако набрать необходимое количество ржавчины не так просто, как кажется. К тому же в ней неизбежно бывает немало «грязи», которая портит конечный продукт. Эту задачу я решил химическим путем. При прокаливании на огне железного купороса (его можно приобрести в магазинах, торгующих бытовой химией или садово-огородными принадлежностями) из него сначала испаряется вода и остается белая масса безводной соли сульфата железа. При дальнейшем нагревании (при температуре более 400С) масса разлагается с выделением газообразных окислов серы, которые образуют в воздухе пары серной кислоты. Поэтому работу надо проводить под хорошей вытяжкой или на открытом воздухе. В процессе прокаливания необходимо дробить спекающуюся массу. Через некоторое время она превращается в тонкодисперсный порошок ржавчины довольно высокой чистоты. Хранить порошок следует в герметичной посуде, так как он гигроскопичен и из-за этого слеживается в комки. Химическое обоснование процесса получения ржавчины изложено в учебном пособии Глинки Н. Л. «Общая химия» (например, 1975 г. на с. 680)
В. ЗАБИРОНИН, г. Луцк, Украина

Журнал уже опубликовал насколько вариантов рецептуры раствора для травления печатных плат, не содержащего хлорного железа. И все же многие предпочитают обрабатывать платы в растворе хлорного железа, поскольку в нем травление идет значительно быстрее. К сожалению, готовое хлорное железо остается дефицитом, и это заставляет радиолюбителей искать способы самостоятельного его приготовления (некоторые из них тоже были описаны в журнале). Мы предлагаем еще один довольно простой способ приготовления хлорного железа в домашних условиях. Для этого потребуется техническая соляная кислота, продаваемая в магазинах хозяйственных товаров, и двуокись железа - ржавчина. В трехлитровую банку наливают примерно 1л кислоты, соблюдая необходимые меры предосторожности, и засыпают туда понемногу двуокись железа до тех пор, пока не прекратится реакция. После отстаивания раствор надо слить в другую посуду - он готов к травлению. Работу желательно проводить вне жилого помещения, так как в ходе реакции выделяется большое количество пены и газов, имеющих неприятный запах, а в пене могут быть остатки кислоты.
А. СЕРГИЕНКО. В ИВАНЕНКО г. Артемовск Ворошиловградскои обл.

Если нет хлорного железа в готовом виде (в порошке), то его можно приготовить самому. Для этого необходимо иметь 9 %-ную соляную кислоту и мелкие железные опилки. На 25 объемных частей кислоты берут одну часть железных опилок. Опилки засыпают в открытый сосуд с кислотой на несколько дней. По окончании реакции раствор становится светло-зеленым, а через пять-шесть дней окраска меняется на желто-бурую - раствор хлорного железа готов к применению. Для приготовления хлорного железа можно использовать порошкообразный железный сурик. При этом на одну объемную часть концентрированной соляной кислоты требуется 1,2-2 части сурика. Компоненты смешивают в стеклянной посуде, добавляя сурик небольшими порциями. После прекращения химической реакции на дно выпадает осадок - раствор хлорного железа готов к применению.

В процессе травления печатных плат раствор хлорного железа постепенно теряет свою активность, и скорость травления уменьшается. Это объяс¬няется тем, что раствор насыщается ионами меди.
Обычно такой раствор сливают. Од¬нако можно восстановить его актив¬ность простым способом. В отработан-ный раствор надо погрузить несколько больших стальных гвоздей. Через не¬которое время излишек меди из раст¬вора осядет на поверхности гвоздей и на дне сосуда. После этого раствор сливают в другую посуду, удаляют медь из травильной ванны, очищают гвозди, а затем снова кладут их в ванну и заливают этим же раствором. По мере накопления меди на гвоздях ее удаляют. Таким образом, удается значительно продлить «жизнь» раство¬ра хлорного железа.
В. КОЛОБОВ г. Люберцы Московской обл.

«Обычная ржавчина» для изготовления хлорного железа практически не годится. Тем более железные опилки или кусочки железа — проверено! Нужно брать ржавчину, отделяющуюся от железа пластами — она образуется в очень влажной атмосфере (шахта, подвал и т.п.) Эта ржавчина состоит из окиси + закиси железа, что и нужно. На 0,5 л соляной кислоты (продается в хозяйственных магазинах) нужно взять по объему 1,5 стакана измельченной (0,3 — 0,5 см.) ржавчины. Все это поместить в 1 л. стеклянную банку и добавить 25 мл. ацетона (катализатор). Именно ацетона, а не какого-то растворителя. Банку накрыть куском стекла. Помешать 3 — 4 раза за пару дней — и у Вас будет хлорное железо лучше заводского.

Для изготовления печатной платы обязательно нужен реактив растворяющий медь. Наиболее распространенным, и относительно безвредным является трехвалентное хлорное железо. Его можно приобрести в магазине радиодеталей. Выглядит банка вот так:

На этикетке написана инструкция по приготовлению, обращает на себя внимание время травления 40-50 мин. Возможно для кого то это покажется нормальным.
Лет 15 назад таких банок попросту не продавали.Поэтому радиолюбители сами приготавливали раствор из соляной кислоты и ржавчины. Получившийся раствор хлорного железа стравливал медь за 5-15минут при комнатной температуре. Конечно же это справедливо для свежего раствора. Спустя год его использования(порядка 10раз в месяц) раствор травил уже час-два.
Весьма странно тогда ждать час что бы изготовить плату, если это можно сделать за 5 минут. Скорость травления зависит от концентрации раствора. Это справедливо для первого использования. Поэтому если развести 250 грамм на литр воды-получим час травления, а если на пол литра-видимо гораздо меньше.Правда,не известно для какого размера платы указано время травления на банке.
Меня не устраивает совет изготовителя, считаю глупостью так долго ждать.Покажу как я обычно готовлю раствор
Открываем баночку и смотрим что там внутри.

У меня вот такое. Похоже что порошок(если его можно назвать таковым) свежий. Если в банке есть «сироп» , значит сырость потянул, а может быть такой и был с завода. Обычно я делаю на глаз, но в этот раз решил задокументировать. Ложку желательно использовать пластиковую, так как алюминий растворяется. У меня ее не было.

Понадобится пол литровая стеклянная банка,капроновая крышка(желательно зарание проверить подходит она к банке),вода, ложка. В данном случае раствор приготовлен по пропорции 1:2. 1 часть хлорного железа, 2 части воды. Хорошо размешиваем раствор, даем отстоятся пол часа.

Приступаем к травлению.Нагревание значительно ускоряет процесс.Греть желательно не выше 60-70 градусов.На глаз это когда с жидкости пойдет пар. Для этих целей я использую эмалированную железную миску. Срок эксплуатации посуды-года два, при активном использовании. Потом в ней образуются дырки.

Перед тем как класть плату в раствор,ее желательно смочить водой. Это избавит вас от очень большой не приятности в виде маленьких пузырьков, который в итоге могут создать замыкание между дорожками или испортить эстетический вид. На фото я это не сделал.

Наливаю раствор, и запускаю секундомер. Греть нужно на очень медленном огне. Раствор быстро нагревается.

Вуаля! Плата готова.

Для такой площади печатной платы, процесс занял не более 5 минут.

Внимание!
Брызги раствора попавшие на предметы нужно удалять немедленно,влажной тряпкой или губкой, хорошо промыть место попадания. Избегать попадания раствора на плиту. Одевать «рабочую» одежду.Попадание капель на одежду приведет к образованию не отстирующихся ржавых пятен. Работать с включенной вытяжкой.

Третий этап изготовления печатных плат – травление.

Обычно в качестве травильного раствора используют хлорное железо (FeCl3). Его не сложно купить на радио рынке, стоит стограммовая баночка порядка $2-2.5 и хватает ее на большее количество изготовленных печатных плат.

Особых навыков на данном этапе не нужно. Берете только что отмытый от бумаги текстолит и кусочек пенопласта, соединяете их двусторонним скотчем.

Это необходимо, чтобы можно было без труда наблюдать за процессом травления и легко извлечь печатную плату из раствора хлорного железа по окончании травления. Пенопласт не дает текстолиту утонуть.

Берете получившуюся конструкцию и опускаете ее в раствор хлорного железа. Емкость для хлорного железа должна быть только стеклянная, керамическая или пластиковая (у меня – пластиковая тара от майонеза). Хлорное железо необходимо разводить в соотношении 100 грамм FeCl3 на 150-200 мл воды (при таком соотношении травление занимает 40-50 минут). Но у меня на данный момент 50 грамм FeCl3 на 250-300 мл воды (время травления составляет порядка 3 – 3,5 часа, меня устраивает). Вообще на время травления влияет уйма факторов, таких как: концентрация раствора, температура окружающей среды, ритмичность перемешивания, погодные условия за окном на другом конце света (последнее - шутка:-)) и т.д.

Перед опусканием текстолита в хлорное железо на период травления, его следует несколько раз макнуть в раствор и внимательно просмотреть/проверить на наличие воздушных пузырьков на поверхности. Воздушные пузырьки опасны тем, что могут испортить печатную плату на месте их нахождении недотравом. Устранить их элементарно – просто проведите по ним рукой и они лопнут. После контакта с хлорным железом необходимо тщательно промыть руки большим объемом проточной воды.

Время от времени поглядывайте на процесс травления. Когда покажется, что плата протратилась, просмотрите ее на свет, данная манипуляция Вам поможет в этом убедиться. Протравленную печатную плату промойте под проточной водой.

Ниже приведен пример ошибок при травлении:

a) все протравилось идеально; б) передержал в хлорном железе (порядка 8 часов при моем слабом растворе(просто уснул и забыл) 8-)); в) передержал в хлорном железе + использовал обычную бумагу А4 (80г/м2), а не плотную, глянцевую.

Теперь можно переходить к следующему шагу – удалению тонера, сверлению отверстий.

---------

Зачем я выкладываю инструкцию, по изготовлению печатных плат в домашних условиях, ведь их достаточно в Интернете, тем более присутствуют и видео инструкции по изготовлению печатных плат дома? Затем, что не у всех есть безлимитный Интернет, по средствам которого можно много раз просматривать такое видео (с первого раза трудно запомнить порядок выполнения действий при изготовлении печатных плат). И в моей инструкции указаны шаги, которые опущены в других источниках рассказывающие об изготовлении печатных плат на дому.

Синонимы: Хлорид железа (раствор хлорида железа), железо хлорное.

Описание: Раствор хлорного железа представляет собой едкую нелетучую буро-коричневую жидкость. Продукт соответствует требованиям СТО 00203275-228-2009

Химические характеристики хлорного железа

В зависимости от времени года, температуры воздуха, хлорное железо выпускается 1 либо 2 сорта.

Физические характеристики хлорного железа

Молекулярная масса: 162,21 г/моль

Температура кипения колеблется в диапазоне: 100-106°С.

Значение рН ориентировочно равен от 1 до 2.

При травлении меди в растворе хлорида желез максимальная способность растворения 100 г./1 л. Скорость травления при 50–55°С равна 4,3 – 5 мкм/мин.

Плотности водных растворов хлорида железа представлены на Рис.1:

Область применения хлорного железа

Хлорное железо применяется в таких отраслях промышленности, как: очистные сооружения, водоканалы, металлообработка, химическая, пищевая, пивоваренная, кожевенная, нефтяная и т.д.

Основное применение раствора хлорида железа приходится на очистку промышленных и сточных вод, в качестве первичного коагулянта. Под действием хлорида железа происходит физико-химический процесс укрупнения, слипания мелких частиц (коагуляция), что способствует выпадению из коллоидного раствора хлопьевидного осадка, либо образования геля, который, в дальнейшем, легко удаляется из очищаемых стоков. При очистке хлорным железом, количество нерастворимых примесей в сточных водах уменьшается до 95%, растворимых до 25%.

По сравнению с некоторыми коагулянтами хлорид железа имеет ряд преимуществ, это:

• достаточно высокая скорость осаждения примесей.
• положительное действие на биохимическое разложение осажденных примесей, активного ила.
• более низкая стоимость по сравнению с другими распространенными коагулянтами.

Так же хлорид железа используют:

• в качестве катализатора в процессах органического синтеза.
• для травления металлов (печатных плат, печатных форм)
• как протрава при крашении ткани.
• как добавку для повышения прочности бетона.

Класс опасности хлорного железа

Раствор хлорида железа представляет собой едкую нелетучую, коррозийную жидкость.

Пожаро- и взрывобезопасно.

При попадании на кожные покровы, хлорное железо вызывает раздражение, зуд, сухость кожи, дерматит. При попадании в глаза, вызывает раздражение слизистой оболочки. Кожные покровы или глаза следует немедленно промыть обильным количеством воды, при необходимости обратиться к врачу. При работе, необходимо пользоваться индивидуальными средствами защиты.

Номер ООН 2582

Упаковка, Транспортировка и хранение хлорного железа

Транспортируют любым видом транспорта в соответствии с правилами перевозок опасных грузов, действующими на данном виде транспорта.

Перевозят раствор в стальных гуммированных железнодорожных или автомобильных цистернах, а так же в специальных контейнерах вместимостью до 1000 дм3.

Хлорид железа должен храниться в гуммированных, титановых или полиэтиленовых емкостях.

В холодное время года, хранение продукта производится в закрытых складских помещениях с соблюдением температурного режима.

Гарантийный срок хранения - один год со дня изготовления.

Обязательной сертификации не подлежит.

Внимание! Сам я тот способ не опробовал, просто прочитал о нём в какой-то книжке!

Для изготовления хлорного железа нужно взять железные опилки или тонкие пластины и залить их раствором соляной кислоты (HCl).

Опилки оставляются на несколько дней в открытой ёмкости. Через несколько дней раствор позеленеет.

После этого получившийся раствор сливают и черз некоторое время он готов к "работе"!

P.S. 13 июля 2007 года мы получили письмо от уважаемого Владимира Сырова, в котором он написал следующее:

Десятилетиями уже кочует по радиолюбительской литературе байка о возможности изготовления хлорного железа в домашних условиях. Вот и на этом сайте есть такое (см. выше).

Неизвестный автор честно говорит "сам я этот способ не пробовал". Но, по-видимому, не пробовал этот способ НИКТО из тех, кто когда-либо об этом писал!!! А Ваш покорный слуга пробовал в 90-х годах, и результаты такие, что лучше даже и не пытаться делать это.

Железо может быть как трех, так и двухвалентным. При соединении с хлором получаются две формулы - "феррум хлор два" и "феррум хлор три". Первое - кристаллы зеленого цвета, второе - желто-коричневого. Для травления медных печатных плат пригоден только хлорид трехвалентного железа, "феррум хлор два" не работает - установлено на опыте. Или по крайней мере плохо работает. А при описываемом кустарном способе (залить железные опилки соляной кислотой) по каким-то законам химии получается именно "феррум хлор два". В некоторых более подробных публикациях на данную тему этот факт вроде бы учитывается - пишут что-то типа "если у вас получится зеленоватый
раствор - дайте ему постоять на открытом воздухе, чтобы он стал желтовато-бурым". На опыте проверено - не получается! Стояло и неделями и месяцами... Какая-то незначительная часть двухвалентного железа доокисляется до трехвалентного, но и не более того.

Пробовал нагревать раствор, выпаривать-высушивать и оставлять на воздухе зеленоватые кристаллы.... Доокислять путем пропускания через раствор сначала кислорода, а затем и хлора.... Все бесполезно! Чуть не отравился сам и не отравил окружающих, а практически значимого результата, заметного выхода "феррум хлор три" так и не получил!

Прошу обратить внимание на то, что мы тут имеем дело с ядами! Соляная кислота есть раствор газа "аш-хлор" в воде. Она "газит", то есть "аш-хлор" из нее испаряется. Этот газ, соединяясь с водой на слизистых оболочках органов дыхания (носа, рта, трахеи и бронхов, легких) - превращается в ту же соляную кислоту! Хлор который мне удалось получить в достаточных количествах, вообще конкретный яд. Стоит подумать о том, что здоровье дороже! В настоящее время в любом крупном городе нет проблем купить хлорное железо где-нибудь на радиорынке и не мучаться с его изготовлением. Как оказалось, в промышленности хлорное (не хлористое!) железо получают совсем иным способом - сжиганием железа в атмосфере хлора. Само собой понятно, что этот способ едва ли реализуем в домашних условиях.

Даже при наличии готового хлорного железа советовал бы соблюдать осторожность - травить где-нибудь под воздушной тягой, на балконе, где-нибудь в гараже.... Чтобы поберечь здоровье не только свое, но и ближних домочадцев. Не говоря уже о свинце, который входит в состав оловянно-свинцового припоя. Совсем незначительные количества паров
свинца, попадая в организм, вызывают со временем хроническое отравление, различные болезни, в том числе разрушение зубов.... Не зря на производстве существуют очень строгие инструкции по устройству вытяжной вентиляции. Но дома, в быту, радиолюбители очень часто этим пренебрегают, а зря. На самом деле этого свинца достаточно совсем
немного. Только последствия наступают не сразу... И в хлоридах тоже хорошего мало...

Вот и автор публикации (цитируя кого-то) пишет: "через некоторое время раствор позеленеет". Это будет хлорид двухвалентного железа, а не то, что надо было получить. А насчет того, что "через некоторое время" все же будет готов к работе.... Увы. Если не верите - попробуйте проверить сами! И только тогда можно писать рецепт, когда он
лично проверен на опыте. С чужих слов писать не стоит.

Столкнувшись с процессом создания печатных плат в домашних условиях, новички часто на различных форумах задают простой вопрос о том, как разводить хлорное железо. Вроде эта тема не такая и обширная, что бы посвящать на нее целую обширную статью, но немного подумав, мы все-таки решились на небольшую заметку.

В продаже можно встретить два вида хлорного железа:

• Шестиводное хлорное железо. Напоминает мокрый песок желто-оранжевого цвета.
• Безводное хлорное железо. Порошок или комки чёрного цвета.

И то и другое отлично травит текстолит. Время травления свежеприготовленным раствором составляет порядка 5 минут, а со старым раствором время травления может увеличиваться до 20 минут и более. Для наглядности, мы приготовим совсем немного раствора и покажем, как разводить хлорное железо для травления плат.

Первым делом открываем нашу емкость с хлорным железом. Стараемся не выпачкать им руки, одежду и стол, т.к. его практически невозможно отмыть или отстирать от ткани.

Готовим посуду с водой, в которой будем делать раствор хлорного железа. Посуда должна быть пластиковой или керамической, применения металлических емкостей и инструментов категорически недопустимо. Воду в идеале лучше брать дистиллированную, но на практике все обходятся теплой прокипяченной.

Насыпаем пластиковой ложкой в емкость с водой хлорное железо и постоянно перемешиваем.

Добавлять хлорное железо лучше по пол чайной ложки за раз, раствор будет постепенно нагреваться, а также будут выделяться газы. Примерная пропорция раствора 1:3 (т.е. одна часть хлорного железа на три части воды) по весу.

Концентрацию можно определять и на глаз, хороший раствор должен быть по цвету как крепкий чай. По сути, разводить хлорное железо можно как угодно, но от этого напрямую будет завесить скорость травления платы.

Сам процесс травления лучше производить в слегка подогретом растворе. После травления плат отработанный раствор хлорного железа необходимо хранить в темном месте в герметичной таре до следующего использования.

Надеемся, что наша заметка будет полезной. Подписывайтесь на наши странички в социальных сетях и не упустите выход нового полезного материала.

Вконтакте

Хлорное железо - один из самых распространённых реактивов для травления печатных плат. Раствор не является агрессивным, как например азотная кислота, но обладает достаточной силой, чтобы стать на порядок выше раствора медного купороса и прочих перекисей водорода с лимонной кислотой. Потому, когда возникла необходимость изготовить небольшую печатную плату, мой выбор был очевиден. Но тут меня ждала неожиданность - в нашем городе хлорного железа не оказалось. "Давно уже нет", - сказала продавщица одного из радиомагазинов. Пришлось брать в интернете, все равно заказывал радиокомпоненты. По цене вышло 40 грн. (≈1,7$) за 250 грамм. С учётом того, что я что-то мастерю нечасто, за отсутствием времени, то такого количества хлорного железа мне хватит надолго.

Что ж, курьерские службы работают по графику, долго ждать не пришлось. Фасовка произведена в ПЭТ бутылку из-под газировки. Бутылка оказалась непрозрачной и увидеть объем не составляло возможности. Выглядело всё так:

Для хранения, считаю, что это очень удобно. Помяв бутылку в руках, понял, что внутри у меня пастообразное вещество и так просто оставить бутылку оно мне не даст. Отвинтил крышечку, убедился, что внутри точно хлорное железо (его запах больше не забудешь никогда) и приступил к поиску необходимой ёмкости.

К выбору ёмкости для хранения и использования хлорного железа нужно подойти ответственно. Для работы она должна быть удобной, для хранения - безопасной.
Необходимо знать, что в результате химических реакций из раствора будет постоянно улетучиваться хлор и соляная кислота. Все эти вещества являются ядами. Работать с хлорным железом нужно в хорошо проветриваемых помещениях (лучше на открытом воздухе), также запрещено наклоняться непосредственно над сосудом с раствором, чтобы избежать вдоха ядовитых веществ. Хранить советую в труднодоступном (ну и хорошо проветриваемом) месте, чтобы ни ребёнок, ни котёнок не смог перевернуть-разбить-разлить рабочий раствор. (Про последствия расскажу дальше по тексту).

Сопоставив все факты, в качестве сосуда я выбрал пластиковый лоток для пищевых продуктов.

Теперь один из самых главных вопросов - какие выбрать пропорции? Я над этим не заморачивался! Скорость травления зависит от концентрации чистого хлорного железа и температуры раствора. Добавите больше - травиться будет быстрее и наоборот (добавлять можно в любое время, но со временем раствор проще заменить полностью новым). Хлорное железо отлично растворяется в воде, потому можно добиться такой концентрации, что травление займёт до пяти минут.

Я налил в лоток 0,5л. тёплой воды и выдавил в него около половины бутылки хлорного железа (≈125г. ), постоянно перемешивая. Выдавливать было непросто. В результате получился раствор как на фото ниже.

Работать я решил в санузле с принудительной вентиляцией. На фото у меня нет, но я настоятельно советую ставить раствор на целлофан или одноразовые кульки и выбрасывать их по окончанию работы. Это относится и к хранению! Пролив раствор на кафель, стол, линолеум, придётся приложить немало усилий для их чистки. Чем больше выработка раствора - тем труднее будет чистить. После контакта с тканью, в большинстве случаев, с ней придётся попрощаться. Исходя из этого - нельзя выливать отработку в канализацию. Во-первых - это яд, во-вторых - белоснежный унитаз окрасится в буро-ржавый цвет. Это нужно иметь в виду!

Получившийся у меня раствор вытравил небольшую плату за 15-20 минут. За это время я его пару раз перемешивал, особенно в конце, когда медь с платы начала пропадать на глазах, пока не исчезла окончательно.

Храню я такие вещи на балконе, в дальнем углу стеллажа. По соседству там обитает азотная кислота, но я использую её когда, например, нужно сделать небольшую плату с широкими дорожками. Тонер она, местами, разъедает, перманентный маркер не видит - рисовать приходится битумным лаком, что не особо удобно. Но, как говорится, всё имеет свое назначение!

Весь хром на наших детальках появляется вследствие гальванического хромирования.

Хромирование гальваническое - представляет собой электрохимический метод нанесения металлических покрытий на пластмассу. Суть – наносят три слоя металла: медь + никель + хром. Хром вступает в реакцию и равномерно оседает на поверхности изделия. Данный тип хромирования применяется для эмблем автомобиля, радиаторных решеток, сувенирной продукции и т.д. и т.п.

Как избавитьлся от этого хрома?

Есть вариант активно поработать наждачкой, но очень часто детали ни разу не ровные, с множеством мельких элементов. Шкурить такое - руки отсохнут. Именно поэтому нам поможет химия, котрую мы любии прогуливать в школе!
Самый простой способ – это положить на некоторое время нашу пластиковую деталь в раствор хлорного железа и протравить, как печатную плату.

Хлорное железо

Что такое хлорное железо?

Хлорное железо FeCl3 - средняя соль трёхвалентного железа и соляной кислоты. На вид это химическое сырье представляет собой мягкую кристаллическую массу ржаво-коричневато-черного цвета. Применяется для травления печатных плат в электронной промышленности и приборостроении.

Приготовление .

Раствор хлорного железа принято готовить исходя из пропорции 1 к 3 (1часть железа на 3части воды) по весу.
Раствор следует готовить в термостойкой неметаллической емкости, в которую наливается вода с температурой около 60-80 градусов. Желательно конечно использовать кипяченую воду, но прекрасно справляется с этой задачей и обычная вода из под крана. По науке нужно использовать дистиллированную воду, но на практике никто этим не заморачивается – у нас же не химическая лаборатория!
Хлорное железо необходимо всыпать в воду (!не в коем случае не наоборот!) малыми порциями, непрерывно помешивая раствор. При растворении вода будет нагреваться и будет видна достаточно бурная реакция (бурление, шипение, выделение пара, который крайне не рекомендуется вдыхать). На растворение придется затратить минут 20(тут все зависит от объемов) зато железо растворится полностью и не осядет на дно емкости как и не произойдет вскипания раствора, расплавления тары. Совет один – торопиться не надо!
После растворения необходимо дать отстояться раствору. Через 20 минут можно будет наблюдать оседание гидроксида железа (ржавчина) на дне, который всегда содержится в порошке хлорного железа и который препятствует травлению. Лучше дать раствору
отстояться часов 10-12, чтобы на дно емкости осел всякий мусор, который в хлорном железе часто присутствует. После того, как раствор отстоялся его нужно отфильтровать в чистую емкость, в которой он собственно и будет храниться. Раствор можно
запросто использовать неоднократно, и хранится он сколь угодно долго.
В итоге мы получили чистый, прозрачный, бурый раствор хлорного железа.

Результат травления:

Результат травления

Восстановление раствора

Каждый раз после использования раствор будет терять свою силу и последующее травление будет длиться дольше. Ускорить процесс травления опять же поможет подогрев и помешивание раствора.
Раствор можно восстановить, добавив в него соляной кислоты – часть гидроксида вновь
восстановится до хлорида железа. Но самый простой способ до ужаса банален – кидаем в раствор несколько обыкновенных гвоздей, на них из раствора осядет медь и раствор вновь наберет силу. Но злоупотреблять этим не стоит, особенно когда раствор новый - раствор может деградировать и постепенно сменит цвет с бурого на зеленый.
Есть еще несколько способов восстановления, но при условии того, что раствор нам нужен не в промышленных масштабах, то описывать их не буду.

Заключение

В заключении хочу предупредить: будьте очень осторожны с хлорным железом!
Все работы рекомендую проводить в перчатках – хлорное железо хорошо въедается в руки и плохо смывается мылом, попав на кожу оно может вызвать зуд и раздражение, в плоть до ожогов у людей с чувствительной кожей. При попадании в глаза промойте их большим количеством проточной воды и конечно обратитесь к врачу.

Всем мира!

PS Фото найдены в инете (белорусский BMW клуб, google, yandex)

Этот раствор наиболее распространенный, в его состав обычно входит небольшое ко­личество соляной кислоты. Суммарная химическая формула процесса травления 2FeCl 3 +Cu  CuCl 2 +2FeCl 2 .

При изготовлении печатных плат предельная концентрация меди в травильном рас­творе составляет 50...60 кг/м 3 , затем раствор регенерируют. Концентрация (плотность) рас­твора хлорного железа также оказывает существенное влияние на качество травления. Удельный вес раствора должен быть 1,36 ... 1,38. Установлено, что в более разбавленных растворах хлорного железа травление происходит быстрее, чем в концентрированных, одна­ко такие растворы очень быстро теряют свою окислительную способность и скорость трав­ления быстро снижается. На практике пригодность раствора для травления часто определяют по цвету и раствор, изменивший окраску от коричневой до темно-зеленой, заменяют свежим.

Для уменьшения подтравливания печатных проводников в раствор хлорного железа вводят мочевину, желатину, диэтилбензол или сульфированное касторовое масло. Скорость травления меди повышается при увеличении температуры раствора и снижается при на­коплении меди в нем. Хотя теоретически 10 -3 кг FeCl 3 растворяет 210 -4 кг Си, практиче­ски, учитывая вредное влияние накопления меди в растворе на скорость травления, травиль­ный раствор может быть использован, когда содержание меди не выше 60 кг/м 3 . Рекомен­дуемая температура 308 К. Раствор хлорного железа отличается высокой и равномерной ско­ростью травления меди. Это обусловлено тем, что хлорное железо равномерно травит как само зерно металла, так и область на границе между зернами, а персульфат аммония раство­ряет в первую очередь область на границе между зернами, что приводит к неравномерному травлению, давая большую зубчатость края.

Раствор хлорного железа характеризуется меньшим, чем другие травильные растворы, содержанием токсичных веществ. Этот раствор сохраняет достаточную активность даже при сравнительно высоком содержании в нем растворенной меди. Тем не менее растворам хлор­ного железа присущи многие недостатки. Главное-это невозможность применения его для плат, покрытых сплавом олово-свинец и недопустимость сброса отработанного раствора в канализацию без дополнительной обработки. Кроме того, установлено, что длительное ис­пользование раствора приводит к образованию илистого осадка, представляющего собой смесь фильтрующейся меди и окиси железа. Мельчайшие частицы окиси покрывают поверх­ность тонким, прочным и гладким, как зеркало, слоем, который трудно удалить с платы обычной промывкой. Эти продукты травления часто являются причиной снижения изоляци­онных свойств. Поэтому многие зарубежные фирмы резко ограничили применение хлорного железа и используют новые растворы.

Как известно, хлорное железо традиционно применяется как в полиграфической про­мышленности, так и для изготовления печатных плат. Для этого раствора разработано много методов регенерации и утилизации. Технологические трудности реализации этих процессов приводят к тому, что предприятия не всегда получают существенный экономический эффект.

Регенерация травильного раствора на основе хлорного железа может проводиться, например, следующим образом. Сначала удаляется медь (например, контактным выделением на сталь­ных стружках). После этого устанавливается рН до 1,6, вводится окислитель (перекись водо­рода или другой) для перевода Fe 2+ в Fe 3+ (операцию окисления можно выполнить также барботированием хлора через раствор) и производится корректировка содержания FeC1 3 до трe6yeмoгo количества.

Отечественной промышленностью освоен метод очистки отработанных травильных растворов хлорного железа с утилизацией меди. Отработанные травильные растворы хлор­ного железа характеризуются высоким содержанием железа (до 150 кг/м 3) и меди (до 50 кг/м 3). Медь из отработанного травильного раствора хлорного железа извлекается методом цементации на вибрирующих стальных пластинах или стальном скрапе. Полученный раствор нейтрализуется известковым молоком или каустической содой и осадок обезвоживается.

На практике отработанный травильный раствор хлорного железа из цеха печатных плат поступает в виброцементатор, где происходит выделение меди на железосодержащей загрузке. Осадок цементной меди направляется на обезвоживание в фильтрующее устрой­ство, а раствор - в нейтрализатор. Суспензия из нейтрализатора насосом перекачивается в центрифугу. Фугат, содержащий менее 5 10" 4 кг/м 3 железа и 1 10 4 кг/м 3 меди, сбрасывается в канализацию, а обезвоженный осадок вывозится для вторичной переработки.

Для увеличения коэффициента использования травильных растворов на основе хлор­ного железа разработаны способы многократного применения их путем добавления хлори­стого аммония и пропускания хлора через раствор. В отработанный раствор при пере­мешивании добавлялся измельченный порошок хлористого аммония, смоченный небольшим количеством дистиллированной воды; раствор нагревался до 323 ... ... 333 К. После этого с помощью барботажа через него пропускали хлор. Проведенные исследования позволили ус­тановить оптимальный режим регенерации отработанного раствора хлорного железа: на ка­ждый литр следует добавлять 5,510 -3 кг хлористого аммония и пропускать 0,013 м 3 хлора. Зависимость времени травления от числа регенераций при постоянной плотности загрузки (9,4 дм 2 /л) приведена в табл.7. В результате внедрения 4-кратной регенерации раствора хлорного железа получен высокий экономический эффект.

Разрабатываются также электрохимические методы регенерации растворов хлорного железа. Первые опыты по электрохимической регенерации этих растворов при производстве печатных плат описаны в 1953 г.

Таблица 7

Время травления в зависимости от числа проведенных регенераций.

Сущность электрохимической регенерации заключается в выделении меди на титано­вом катоде и анодном окислении FeCI 2 до FeCl 3 на графитовом аноде. При катодном процессе наряду с выделением меда протекает нежелательная реакция восстановления Fe 3+ до Fe 2+ . Доля выделенной меди в суммарном катодном процессе значительно возрастает при увели­чении содержания меди в растворе. Однако смешанные растворы вида FeCl 3 +CuCI 2 обладают более слабыми травильными свойствами, чем однокомпонентный раствор FeCl 3 . В смешан­ных растворах взаимодействие CuCl 2 с медью приводит к более ускоренному образованию на поверхности металла пленки труднорастворимой однохлористой меди, затрудняющей дальнейшее травление.

Введение в раствор хлоридов щелочных металлов и аммония, образующих хорошо растворимые комплексы с одновалентной медью и соляной кислотой, значительно улучшает характеристики травильных растворов. Интенсификация процесса травления меди в раство­рах с такими присадками обусловлена облегчением второй химической стадии окисления меди (удаление с поверхности и последующее окисление первично образующейся пленки однохлористой меди) и повышением степени участия CuCI 2 в травильном процессе. По мере «выработки» смешанного травильного раствора («старения») доля участия Си 2+ в суммарной скорости травления увеличивается. После израсходования 50% FеС1 3 травление меди проис­ходит уже в основном за счет двухлористой меди, первоначально находившейся в растворе и образованной в процессе травления.

Компоненты

" Плотность раствора 1,32 .. . 1,34 кг/м 3 .

Эти растворы стоят дороже, так как содержат больше химикалиев, но многократное использование их после регенерации, уменьшение расходов на обезвреживание отработан­ных растворов, меньшие колебания в скорости травления при использовании непрерывной регенерации - все это позволяет в конечном счете существенно удешевить процесс травле­ния.