化学实验方案设计

《化学实验方案设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、实验方案简介实验目的1、系统整理出材质损耗与不同溶液、不同化学反应温度及时间的关系，完善理论依据和标准；2、摆脱偶发性实验的局限性，探索多元化溶液配方，寻找最优参数；3、分析不同因素点对作业结果的影响，优化工艺流程；4、为进一步解决小范围问题提供数据参照，提高工作质量和工作效率。实验可行性伴随着半导体产业和TFT产业的发展，工业化标准和要求也越来越高，在进行表面处理的过程中也将会遇到更多种类的膜质结构。与此同时，相应的半导体设备和TFT设备清洗部件的材质和结构也在逐渐的优化和改善，这使得补充实验数据作为参

2、照显得尤为重要。化学实验成本低廉，设备简单，可控变量多且易发。在正常的作业过程中经常会遇到诸如印迹、花斑、过腐蚀等难以避免的问题，如果能够整理出一份比较完善的数据资料，不但可以提高作业质量，而且可以提高工作效率。实验用品和器材材质部件：铝、SUS、石英、陶瓷、石墨、碳纤维、钛、铜、树脂等化学试剂：氢氧化钾、氨水、双氧水、硝酸、氢氟酸、硫酸、盐酸计量用品：数显恒温水浴设备、小型超声波清洗仪、量筒、烧杯、塑料吸管、温度计、千分尺、PH试纸/PH值检测仪测试设备：电子天平、金相显微镜、粗糙度测试仪工业生产中各种

3、化学试剂规格：　体积分数Kg/桶氨水20%20双氧水35%25硝酸68%25氢氟酸40%25硫酸98%30盐酸31%25实验参数质量：衡量化学反应程度最为直观有效的实验参数温度：影响化学反应速率，且对具有钝化膜结构的材质影响很大尺寸：部件多为板材和环形结构，测量部件的厚度或孔径可以确保部件处理后满足工艺要求表面形貌：对比分析不同时间的化学反应前后表面形貌可以得知化学反应对基材的腐蚀方式和腐蚀程度粗糙度：反映化学反应前后基体表面的平整度实验步骤实验整体可以分为两个部分：实验前数据参数和实验后的数据参数，对比

4、实验前后数据变化量来分析化学反应的腐蚀程度。1．实验前数据测试。将已知材质的部件划分为若干个小段，分别测试每一小段的数据参数。如：将一铝材质部件机械切割为20个小段，然后经过纯水浸泡、菜瓜布打磨、冲洗、干燥等步骤后，分别测试重量、厚度、粗糙度、表面形貌等，然后分装在标有不同序号的样品袋中。2．配溶液。工业生产中部件大多以合金的形式出现，其物理和化学性质与单质相比，发生了很大的变化。例如：纯铝的化学稳定性很差，但却有良好的钝化性能，在空气中能迅速生成致密的、具有良好保护性能的氧化膜，故具有良好的耐蚀性能；铝

5、合金的强度一般比纯铝高，但耐蚀性不及纯铝，铝合金对工业大气、海洋大气、淡水、海水有较高的耐蚀性，但可能发生孔蚀。因此，工业生产中需根据公司实际情况，量身打造化学配方和工艺流程。酸碱溶液的配比可以从生产中能够获得的最大浓度开始，具体比例和试剂添加情况如下表所示：　最大浓度添加比例溶质水KOH1100g/L1．1（质量）1（质量）NH320%10H2O235%10HNO368%10HF40%10H2SO498%10HCL31%10　50%最大浓度添加比例溶质水KOH550g/L1．1（质量）2（质量）NH31

6、0%11H2O217.50%11HNO334%11HF20%11H2SO449%11HCL15.50%11　25%最大浓度添加比例溶质水KOH275g/L1.1（质量）4（质量）NH35%13H2O28.75%13HNO317%13HF10%13H2SO424.50%13HCL7.75%13　添加比例　添加比例硝酸氢氟酸水盐酸硝酸水硝氟酸11-王水31-111反王水13-112　11-115　21-1110　1113．化学反应过程。在化学试剂溶度确定的情况下，化学反应过程中最大的两个影响因素分别为化学反应

7、温度和化学反应时间。实验中可以对化学反应温度和化学反应时间进行控制。化学反应温度：室温，10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃化学反应时间：10min、30min、50min、70min、90min4．实验后数据测量。将化学反应处理后的部件部件进行纯水浸泡、吹洗、干燥等流程处理后测试。测试内容包括重量、厚度、粗糙度、表面形貌等。5．对比分析实验条件对实验结果的影响。控制变量，作出线形图、柱状图等对不同因素条件分别进行分析。调查研究1．金属及合金的耐蚀性对比Al，Mg，Ti及其合金密度小；Au，Cu

8、，Ag及其合金导电性好；Ni，Mo，Nb，Co及其合金耐高温；Cr，Ni，Ti及合金具有优良的耐蚀性。Cu：在大气中，铜耐蚀，形成CuCO3·3Cu(OH)2保护膜；不耐硫化物腐蚀，在有氨、氨水或CN-等介质中，加速腐蚀。Al：在大气和中性溶液中，表面形成致密牢固的氧化物保护膜使铝表面钝化；铝在pH值为4-8的介质中易钝化，膜的组成为Al2O3或Al2O3·nH2O。Ni：电极电位-0.25V，在非氧化性酸（盐酸、氢氟酸等）中