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在高HF区的腐蚀速率与温度的关系。对于高HF区,腐蚀速率与衬底取向无关,有外部催化较之无外部催化的腐蚀速率大,在该区,化学反应受HNO3浓度的影响,HNO3浓度越高,腐蚀速率越大,腐蚀速率随温度的变化分为两线性段,低温区腐蚀速率随温度的变化较高温区的变化快。 有外部催化且用H2O稀释的高HNO3区和高HF区的腐蚀速率与温度的关系,由图可见,对高HNO3区。腐蚀速率随温度的变化分为两线性段,低温区腐蚀速率谁温度的变化较高区的变化快。而在高HF区腐蚀速率随温度的变化呈单一线性关系;温度越高,腐蚀速率越大。 腐蚀液成分的影响 腐蚀液的成分对腐蚀速率影响最大。硅在HON3+HF溶液中的腐蚀速率大,而在纯HNO3或纯HF溶液中的腐蚀速率很小。从电化学角度看,其原因是在后两种情况下电极反应不能充分顺利进行的缘故。但是,若在纯HNO3溶液中加入一滴HF就可以明显地增加腐蚀速率,这是因为SiO2与HF形成六氟硅酸水溶络合物,``,使阳极反应得以顺利进行。在纯HF中加入一滴HNO3也可以大大提高腐蚀速率,因为加入的HNO3可作为一种阴极易被还原的材料,使电极顺利进行。可以看出,缺少电极反应中两个电极反应中任意一个,电化学腐蚀反应都不能顺利进行,腐蚀速率必定是缓慢的。硅在HF+HNO3溶液中的腐蚀速率与成分的关系曲线(如图)可以看出腐蚀液成分相当于电化学反应的化学当量摩尔比时,腐蚀速率最快;即在相当于含68%和32%时出现最大值,为28um/s。这就证明硅在电解质溶液中腐蚀是一种电化学腐蚀。但其反应是防热反应,在缺陷密度高时,反应速率亦加快。 图:硅在70%(重量)HNO3+49%(重量)HF混合液中的腐蚀速率与成分的关系 H2O和CH3COOH作为稀释剂的作用相似,两个系统的共同特点 1)在底HNO3及高HF浓度区(图顶角区)等腐蚀曲线平行于等HNO3浓度线,由于该区有过量的HF可溶解反应产物SiO2,所以腐蚀速率受HNO3的浓度所控制,这中配方的腐蚀剂由于孕育期变化不定,腐蚀反应难以触发,并导致不稳定的硅表面,要过一段时间才会在表面上慢慢地生长一层SiO2。最后,腐蚀受氧化-还原反应速率的控制,因此有一定的取向性,但由于腐蚀进行得比较快,并伴随有热量释放。因而取向效应并不严重。 |