Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3

129 / 530

Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3 Инновационные технологии
в машиностроении
____________________________________________________________________
129
УДК 621.9.047
ИССЛЕДОВАНИЕ АНОДНОГО ПОВЕДЕНИЯ КРЕМНИЯ В ЩЕЛОЧНЫХ
ЭЛЕКТРОЛИТАХ
С.И. ВАСИЛЕВСКАЯ, аспирант
В.Ф. МАКАРОВ, магистрант
(НГТУ, г. Новосибирск)
Василевская С.И. – 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20,
Новосибирский государственный технический университет,
e-mail:
В работе рассмотрены процессы электрохимического растворения кремния в 5 %
водных щелочных электролитах гидрооксида калия и натрия (KOH, NaOH) в стационарных
(потенциодинамических) условиях и при интенсификации поверхности исследуемого
образца. Для поляризационных исследований использовано оборудование: потенциостат
модели П – 5827М, прибор, регистрирующий значение тока и трехэлектродная
электрохимическая ячейка. Объектом исследования являлась кремневая пластина на
металлической подложке площадью S = 0,22 см2, толщиной h = 0,3 мм. Выявлено, что в
условиях ЭХО при потенциодинамическом методе в диапазоне потенциалов от 0 В до 2,5 В
наблюдается увеличение плотности тока до 0,02 А/см2 в электролите КОН и до 0,008 А/см2 в
NaOH, а в диапазоне потенциалов от 2,5 В до 8 В происходит процесс пассивации. Из
результатов установлено, что при интенсификации поверхности плотность тока возрастает
во всем исследуемом диапазоне потенциалов. Определено, что плотность тока при
механическом обновлении поверхности в исследуемых электролитах в диапазоне
потенциалов от 0 В до 8 В увеличилась до 10 раз.
Ключевые слова: анодное поведение, электролит, кремний, интенсификация
поверхности, поляризационные зависимости, потенциал, плотность тока, электрохимическая
обработка.
Введение
Развитие современной промышленности тесно связано с развитием
полупроводниковой техники и технологии. Одним из основных полупроводниковых
материалов является кремний (Si).
Из известных методов обработки кремния привлекательным представляется
электрохимическое формообразование [1]. Из анализа литературных данных [2] установлено,
что наиболее активное растворение кремния осуществляется в растворах плавиковой и
азотной кислот. Травление кремния в кислотных составах проводят при высоких
концентрациях и температурах, что не удовлетворяет требованиям по технике безопасности.
В связи с этим для обработки кремния предлагается использовать щелочные растворы
гидрооксида калия и натрия (KOH и NaOH).
Электрохимическая обработка (ЭХО) представляет собой процесс растворения детали
– анода при прохождении тока через электролит в зазоре между деталью и инструментом.
Развитие ЭХО в техническом и технологическом смысле направлено на повышение
точности, производительности и качества обработки различных классов материалов [3 – 9].
Известно что, при ЭХО кремния в щелочных электролитах на его поверхности
образуются оксидные пленки, что приводит к торможению процесса [2]. Данное явление
называют пассивацией.