Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ОКСИДИРОВАНИЕ

ОКСИДИРОВАНИЕ, создание оксидной пленки на пов-сти изделия или заготовки в результате окислит.-восстановит. р-ции. Оксидирование преим. используют для получения защитных и декоративных покрытий, а также для формирования ди-электрич. слоев. Различают термич., хим., электрохим. (или анодные) и плазменные методы оксидирования.

Термическое оксидирование обычно осуществляют при нагр. изделий в атмосфере, содержащей О2 или водяной пар. Напр., термическое оксидирование железа и низколегир. сталей, называемое воронением, проводят в печах, нагретых до 300-350 °С, или при непосредств. нагревании изделий на воздухе, добиваясь необходимого цвета обрабатываемой пов-сти. Легир. стали термически оксидируют при более высокой т-ре (400-700 °C в течение 50-60 мин. Магнитные железоникелевые сплавы (пермаллои) оксидируют при 400-800 °С в течение 30-90 мин. Термическое оксидирование-одна из важнейших операций пла-нарной технологии; создаваемые диэлектрич. пленки защищают готовые полупроводниковые структуры от внеш. воздействий, изолируют активные области дискретных полупроводниковых приборов и интегральных схем. Наиб. часто термическое оксидирование применяют при изготовлении кремниевых структур. При этом Si окисляется на глубину ок. 1 мкм при 700-1200 °С. С нач. 80-х гг. в произ-ве кремниевых больших интегральных схем оксидирование проводят при повышенном (до 107 Па) давлении О2 или водяного пара (термокомпрессионное оксидирование).

При химическом оксидировании изделия обрабатывают р-рами или расплавами окислителей (нитратов, хроматов и др.). Химическое оксидирование используют для пассивации металлич. пов-стей с целью защиты их от коррозии, а также для нанесения декоративных покрытий на черные и цветные металлы и сплавы. В произ-ве электровакуумных приборов его применяют для чернения масок цветных кинескопов и др. деталей с целью получения пов-сти с низким коэф. отражения света и высоким коэф. теплового излучения. Химическое оксидирование черных металлов проводят в кислотных или щелочных составах при 30-100 °С. Обычно используют смеси соляной, азотной или ортофосфорной к-т с добавками соед. Мn, Ca(NO3)2 и др. Щелочное оксидирование проводят в р-ре щелочи с добавками окислителей при 30-180 °С. Оксидные пленки на пов-сти черных металлов получают также в расплавах, состоящих из щелочи, NaNO3 и NaNO2, MnO2 при 250-300 °С. После оксидирования изделия промывают, сушат и иногда подвергают обработке в окислителях2Сг2О7) или промасливают.

Химическое оксидирование применяют для обработки нек-рых цветных металлов. Наиб. широко распространено химическое оксидирование изделий из магния и его сплавов в р-рах на основе К2Сг2О7. Медные или медненные изделия окисляют в составах, содержащих NaOH и K2S2O8. Иногда химическое оксидирование используют для оксидирования алюминия и сплавов на его основе (дуралюми-нов). В состав р-ра входят Н3РО4, СrО3 и фториды. Однако по качеству оксидные пленки, полученные химическим оксидированием, уступают пленкам, нанесенным методом анодирования.

Электрохимическое оксидирование, или анодное оксидирование (анодирова-ние; см. Электрохимическая обработка металлов), деталей проводят в жидких (жидкостное оксидирование), реже в твердых электролитах. Пов-сть окисляемого материала имеет положит, потенциал. Жидкостное оксидирование в водных и неводных р-рах электролита применяют для получения защитных, декоративных покрытий и диэлектрич. слоев на пов-сти металлов, сплавов и полупроводниковых материалов при изготовлении приборов со структурами металл-диэлектрик-полупроводник и СВЧ интегральных схем, оксидных конденсаторов, коммутац. плат на основе алюминия и др. Наиб. широко анодное оксидирование используют для нанесения оксидных слоев на конструкции из А1 и его сплавов. При этом получают защитные (толщиной 0,3-15 мкм), износостойкие и электроизоляционные (2-300 мкм), цветные и эматаль-покрытия (эмалеподобные), а также тонкослойные (0,1-0,4 мкм) оксидные пленки. Для образования толстых оксидных слоев применяют в осн. р-ры H2SO4 и СгО3. Тонкие оксидные пленки получают в р-рах на основе Н3РО4 и Н3ВО3. Цветное анодирование проводят в р-рах, содержащих орг. к-ты (щавелевую, малеиновую, сульфосалициловую и др.). Эматалъ-покрытия получают в электролитах, содержащих, как правило, СrO3. Анодирование магния и его сплавов осуществляют в р-рах, содержащих NaOH, фториды, хрома-ты металлов. Анодное оксидирование стали проводят в р-рах щелочи или СгО3. Методы анодного оксидирования получают распространение в полупроводниковой технологии, особенно для получения оксидных слоев на полупроводниках типа AIIIBV, АПВVI и т. п.

Плазменное оксидирование проводят в кислородсодержащей низкотемпературной плазме, образуемой с помощью разрядов постоянного тока, ВЧ и СВЧ разрядов. Таким способом получают оксидные слои на пов-сти кремния, полупроводниковых соед. типа AIIIBV при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных схем, при создании туннельных переходов на основе пленок Nb и Pb в крио-электронных интегральных схемах, а также для повышения светочувствительности серебряно-цезиевых фотокатодов. Разновидность плазменного оксидирования-ионно-плазменное оксидирование, проводимое в высокотемпературной кислородсодержащей плазме СВЧ или дугового разряда в вакууме (ок. 1 Па) и т-ре обрабатываемой пов-сти не выше 430 °С. При таком способе оксидирования ионы плазмы достигают пов-сти изделия с энергиями, достаточными для их проникновения в поверхностный слой и частичного его распыления. Качество оксидных пленок, полученных этим методом, сравнимо с качеством пленок, выращенных при термическом оксидировании, а по нек-рым параметрам превосходит их.

Лит.: Донован Р.-П., Смит А.-М., Берри Б.-М., Основы технологии кремниевых интегральных схем. Окисление, диффузия - эпитаксия, пер. с англ., М., 1969; Лайнер В. И., Защитные покрытия металлов, М., 1974; Технология тонких пленок. Справочник, пер. с англ., т. 1-2, М., 1977; Справочник по электрохимии, под ред. Л. М. Сухотина, Л., 1981. Ю.Н. Ивлиев.

___

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн