Aluminium etsen

Alles over zouten, katalysatoren, reductie-/oxidatiereacties, neerslagreacties. Discussies over niet-ionische verbindingen horen thuis in "organische chemie".
Post Reply
User avatar
Z4x
Gallium
Posts: 1596
Joined: 03 Aug 2009, 15:29
Chemistry interests: Overall
Location: Grunn

Aluminium etsen

Post by Z4x » 28 Sep 2014, 22:30

Ik probeer aluminium te etsen. Ik heb het eerst met elektrolyse en NaOH geprobeerd, dat wou redelijk goed, maar het ging mij te traag. Toen vond ik "Saline Sulfate Etch"* wat sneller werkt, maar voor mijn gevoel best veel koper verbruikt en het mag nog wel sneller. Heb jullie misschien ideeën, ervaring of bronnen over aluminium snel etsen?

Ik zat er aan te denken om in plaats van Saline Sulfate Etch, gewoon CuCl te nemen en de Cu neerslag weer met HCl omzetten in CuCl. Misschien is HCl direct gebruiken wel sneller (met H2O2)... heb ik nog niet geprobeerd, aan de andere kant, koper laten reduceren kan ook erg snel gaan.

Ik vraag me ook af hoe etsen met NaOH eigenlijk werkt. Krijg je een soort van Al, Na, OH combinatiezout?

Hier een voorbeeld van een probeersel (afmeting 3x6 cm): (LEGO, het LEGO logo, is een handelsmerk van de LEGO Groep. ©2014 LEGO Group bla bla etc).
lego-etsen-aluminium.jpg

*
small project : 100g copper sulfate + 100g sodium chloride added to 500ml hot water added to 500ml warm water.

Edit:
Etsen met HCl en H2O2 gaat ook erg snel, maar de reactie heeft het gevaar om 'weg te lopen'. De exotherme reactie gaat steeds sneller en zonder toezicht kan het gevaarlijk gaan koken. De damp is ook minder fijn voor je garage/gereedschap.

Het goedkoopst en veiligst is denk ik gewoon NaOH, maar helaas ook het langzaamst. Ik zal met H2O2 en op hogere temperatuur nog een keer proberen.
De kunst is om te blijven oefenen, oefenen en oefenen...

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: Aluminium etsen

Post by spidey » 29 Sep 2014, 17:46

Etsen met NaOH is volgens mij echt NIET traag. Alleen duurt het een tijdje voordat de oxidelaag opgelost is. Als dat eenmaal is gebeurd, gaat de reactie heel hard. Er komt waterstof bij vrij en de oplossing kan gaan koken en spatten. Hoe snel de oxidelaag doorvreet, hangt sterk van de concentratie en de temperatuur af.

Het eindproduct is natriumaluminaat:
2 Al + 2 NaOH + 4 H2O → 2 NaAl(OH)4 + 3 H2 → 2 NaAlO2 + 2 H2O+ 3 H2

Natriumaluminaat blijft als hydroxy-complex in de oplossing, tenzij je deze laat indrogen. Aluminium lost ook op in ammonia, maar dat gaat heel langzaam, vermoedelijk omdat de pH van ammonia veel lager is dan die van natronloog.

Ik verbaas me dat je zegt dat de reactie met koperchloride zo langzaam verloopt. In dit topic hadden we het er juist over dat die reactie ook snel is. Daar ga je bovendien snel door de oxidelaag heen.

User avatar
Z4x
Gallium
Posts: 1596
Joined: 03 Aug 2009, 15:29
Chemistry interests: Overall
Location: Grunn

Re: Aluminium etsen

Post by Z4x » 30 Sep 2014, 00:27

Ik zal nog een keer gaan proberen met NaOH en een hogere concentratie CuCl oplossing. Deze CuCl oplossing moet ook een beetje zoutzuur bevatten?

De Salin Sulfate Etch bevat NaCl + CuSO4, vormt dat ook al geen CuCl (I of II)?
De kunst is om te blijven oefenen, oefenen en oefenen...

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: Aluminium etsen

Post by spidey » 01 Oct 2014, 00:36

Als je CuCl2 gebruikt, hoeft de oplossing geen zoutzuur te bevatten. Het hindert echter ook niet.

En inderdaad, als je NaCl en CuSO4 bij elkaar voegt, ontstaat ook het [CuCl4]2- ion, dat vermoedelijk voor de snelle reactie met aluminium verantwoordelijk is. Om het tetrachlorocupraat te krijgen, moet de concentratie aan chloride echter redelijk hoog zijn. In de Saline Sulfate Etch worden 2 delen gewicht NaCl op 1 deel gewicht CuSO4.5H2O toegevoegd. De verhouding Cu2+:Cl2- komt daarmee rond de 2:17 te liggen. Een massaverhouding van 1:1 lijkt me logischer. Cu:Na = 1:4 lijkt mij prima. Te meer omdat je tijdens het etsen koper kwijt raakt en de verhouding dus toch steeds extremer wordt. Afhankelijk van de hoeveelheid water kun je een groen tot geel eindproduct verwachten.

User avatar
Z4x
Gallium
Posts: 1596
Joined: 03 Aug 2009, 15:29
Chemistry interests: Overall
Location: Grunn

Re: Aluminium etsen

Post by Z4x » 13 Oct 2014, 12:32

Oke, NaOH werkt niet, het lost mijn patroon (papier en lijm) op en ging heel traag. Zoutzuur wil eigenlijk ook niet, dat gaat te 'wild' en je krijgt geen mooie etslijnen. Misschien kwam dit ook door de hoge temperatuur die ik gebruikte. De "Saline Sulfate Etch" werkt eigenlijk nog het best, je moet alleen af en toe wel de koper er af vegen anders gaat de reactie traag. Nadeel hiervan is dat je het patroon kan beschadigen. Gewoon CuCl heb ik nog niet geprobeerd.

De allermooiste etslijnen had ik via een vage NaOH mix met elektrolyse. Patroon was van spuitbus (acryl ofzo dacht ik), bleef daarom wel zitten met NaOH. Deze reactie ging traag, maar super strakke etslijnen. Niet veel weg geëtst, dus misschien dat het bij meer etsen minder mooi is. De vraag is natuurlijk, of het NaOH het etsen deed, of de eletrolyse of een combi? Slecht getest van mij. Wat wel opvalt is dat hoe rustiger de reactie (lees trager) hoe mooier de ets. B)
De kunst is om te blijven oefenen, oefenen en oefenen...

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: Aluminium etsen

Post by spidey » 13 Oct 2014, 16:16

Dat rustiger etsen een beter product betekent, is een algemeen fenomeen. Wat je wel kunt doen is het chemisch rustig houden en fysiek wat meer leven in de brouwerij. Dus bijvoorbeeld de vloeistof bewegen/rondpompen. Ik kan me voorstellen dat dit ook het gevormde koper wel zou kunnen meevoeren. Als je toch pompt, zou je dat koper zelfs nog kunnen uitfilteren. Maar goed, het is maar hoeveel zin je hebt om aan je opstelling te bouwen, natuurlijk.

Op zich goeie tests, die je gedaan hebt. Je kunt misschien ook proberen om te etsen met verdund zoutzuur, als je een masker vindt dat het uithoudt. Epoxy, polyurethaan en polyester kunnen hier wel tegen. Of polyester het metaal aantast, weet ik zo niet; nooit geprobeerd. Ik vermoed op grond van ervaring met deze drie kunststoffen, dat polyester en polyurethaan een mooi masker vormen. Epoxy zou wel eens een verkeerde cohesie/adhesie kunnen hebben, waardoor het als druppels op je aluminium blijft liggen. Als je polyester met een kwast aanbrengt, voeg dan extra harder toe (de max hoeveelheid voor lamineren). Let op: reduceert de potlife.

Post Reply

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 2 guests