Actual Problems in Machine Building 2016 No. 3

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: Svetlana.vasilevskaya.87@mail.ru 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 см 2 , 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/см 2 в электролите КОН и до 0,008 А/см 2 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.