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Glass-Etching
IllumiNobel-Gewinner 2012

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Hier mal die ersten Spielereien mit Glasätzung im kleinen Format, da ich ansonsten größere Ansätze (190 L Flusssäure) fahre:

The Chemicals:



Die Lösungen werden im Verhältnis 1 : 3 (NH4F: Citric acid) gemischt:


Glasscheiben werden entfettet (Spülmittel) und mit Wasser gewaschen, anschließend mittels 100% EtOH abgespült und getrocknet. Mittels Pipette wurde ein Teil der Lsg. aufgebracht und einige Zeit auf den Scheiben gelassen, wobei tunlichst vermieden wurde in Kontakt mit der Lösung zu kommen.

Hier mal ein paar Eindrücke:

Am rechten unteren Flüssigkeitsrand sieht man die Reaktion:


Es ist auch ein leichter Geruch (chemisch, leichter Hauch von Ozon) wahr zu nehmen....

Um ein zerfließen der Ätzmischung zu verhindern wurde mit Wachsmalstift ein Kreis gezogen:



Es wurden unterschiedliche Zeiten geätzt und einmal ein Versuch gestartet ob mit einem Pinsel die Ätzung verbessert werden kann.

Resultate ohne Bilder:

a) 20 min ohne Pinsel: Leichte Mattierung, deutlich Erkennbar wo Fl. einwirkte.

b) 20 min mit Pinsel: Mattierung fast nicht wahrnehmbar

c) 1 h ohne Pinsel: Klare Ätzung, mit kleinen Dellen, Glasoberfläche nicht mehr glatt

Mit Bild:

1. Großer Bereich: 2 h ohne Pinsel 1:3 Amoniumflourid/Citronensäure: Man erkennt deutlich die Dellen die gätzt werden...
2. Kleiner Bereich: 4 ml der obigen Mischung plus 0.5 ml 96% Schwefelsäure: Interessanterweise schieden sich da Kristallnadeln ab, deren Abdrücke sich neben den Dellen auch ins Glas geätzt haben:


Das waren die Vorversuche Part 1...Vorversuch(e) Part 2:

24 g Ammoniumfluorid

in 50 ml Wasser gelöst

72.5 g Citric acid mit Wasser auf 100 ml aufgefüllt....

30 ml der Ammoniumfluorid Lsg. mit 90 ml der Citronensäurelsg. versetzt.


Glasscheibe(n) mit Photo 20 (Photopositivlack; Kontakt Chemie) beschichtet und 1 h mit der obigen Mischung geätzt.

Hier das Ergebnis:


Detail:



Weiteres Vorgehen:

a) Ammoniumhydrogendifluorid bestellt, dürfte besser zum ätzen sein, da es HF freisetzt.

b) Mischung von der Firma (Glasätzerei) testen

c) Armour Etch http://www.armourproducts.com/ecom-catshow/Armour_Etch.html ist auch bestellt

d) Mit der Belichtungszeit, Entwickler usw. rumspielen um die Details besser zu bekommen..

e) Puretch Photoresist Film http://www.polymetaal.nl/siteUK/Linkdocs/Puretch/modepuretch.htm testen, liegt bei mir eh schon rum....


Bj68

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Re: Glass-Etching
Pok
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Interessantes Thema. Es wäre schön, wenn du gut reproduzierbare Rezepte entwickeln könntest, mit denen man unterschiedliche Ätzergebnisse (unterschiedliche "Mattigkeit") erhalten kann. Eine völlig klare Ätzung mit richtig glatter Oberfläche, die mit einer Politur vergleichbar wäre, ist aber bestimmt nicht möglich, oder?

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Im Prinziep gibt es Ätzlösungen, die zur "chemischen Politur" eingesetzt werden. Irgendwann habe ich mal gelesen, daß dabei Fluorsulfonsäure eine Rolle spielen soll... (lange her, daher ungenau)


Kleiner Exkurs zur Beschaffenheit nahezu aller technischer Gläser:
Beim Abkühlen der Glasschmelze entmischt sich das Material mehrfach. Da die Phasen im Falle von Klargläsern recht ähnliche Brechzahlen haben und die Tröpfchendrößen oft kleiner als Lichtwellen sind erscheint das Material optisch homogen. Es kommt hier nicht nur zu einer Primärenttmischung, sondern in Matrix- und Tröpfchenphase kommt es bei weiter sinkender Temperatur zu erneuter Entmischung, manchmal noch zu einer dritten "Generation" an Entmischung. Der Unterschied in der chemischen Beständigkeit erzeugt dann das matte Ätzergebnis, weil unterschiedliche Flächen verschieden schnell abgetragen werden. Gerade bei langsamer Ätzung treten diese Unterschiede besonders zu Tage.

Buchtipp: Glaschemie. Autor: Vogel, Werner ISBN 978-3-662-07500-5
Zusatztipp: Glasfehler. Autor: Vogel, Werner ISBN 978-3-642-63452-9
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Yep chemische Politur ist ein gutes Stichwort....in einem Patent wurde erwähnt, dass hohe Konzentrationen der Mattigkeit abträglich sind, weil sie die geätzte Fläche zu glatt machen.

Btw. zumindest beim Silizium ist eine Ätzung mit glatter Oberfläche möglich, wird ja bei der IC-Produktion oder der "silicon micromachining" eingesetzt vgl.
https://www.tu-ilmenau.de/fileadmin/media/mne_mns/doc/Forschung/sonst_wiss_Schriften/Dry_Etching_Based_Silicon_Micromachining.pdf
https://www120.secure.griffith.edu.au/rch/file/a518c877-4734-aedc-d187-034d846d8ec1/1/04Chapter5.pdf

Bj68


PS: Bei uns @Work ist Calciumchlorid wasserfrei angefallen, wurde aussortiert, weil es sich nicht komplett auflöst...das nehme ich her um die Fluorid-Ionen unschädlich zu machen.
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Glass-Etching
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