ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.
 
Всё о Химии - Ximia.org

ОКСИДИРОВАНИЕ


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


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

Термическое О. обычно осуществляют при нагр. изделий в атмосфере, содержащей О2 или водяной пар. Напр., термическое О. 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 О.-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 О. 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 О. проводят при повышенном (до 107 Па) давлении О2 или водяного пара (термокомпрессионное О.).

При химическом О. изделия обрабатывают р-рами или расплавами окислителей (нитратов, хроматов и др.). Химическое О. 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 О. 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 О. 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 О. изделия промывают, сушат и иногда подвергают обработке в окислителях (К2Сг2О7) или промасливают.

Химическое О. применяют для обработки нек-рых цветных металлов. Наиб. широко распространено химическое О. 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 О. используют для О. алюминия и сплавов на его основе (дуралюми-нов). В состав р-ра входят Н3РО4, СrО3 и фториды. Однако по качеству оксидные пленки, полученные химическим О., уступают пленкам, нанесенным методом анодирования.

Электрохимическое О., или анодное О. (анодирова-ние; см. Электрохимическая обработка металлов), деталей проводят в жидких (жидкостное О.), реже в твердых электролитах. Пов-сть окисляемого материала имеет положит, потенциал. Жидкостное О. 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 О. 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 О. стали проводят в р-рах щелочи или СгО3. Методы анодного О. получают распространение в полупроводниковой технологии, особенно для получения оксидных слоев на полупроводниках типа AIIIBV, АПВVI и т. п.

Плазменное О. 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 О.-ионно-плазменное О., 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 О. 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 О., а по нек-рым параметрам превосходит их.


===
Исп. литература для статьи «ОКСИДИРОВАНИЕ»:
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.

Страница «ОКСИДИРОВАНИЕ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учеников, учителей, студентов и просто химиков