石英玻璃与HF酸反应动力学的研究

摘要：

为控制石英玻璃与HF酸的反应,实现石英玻璃精密元件的化学蚀刻,系统研究3类石英玻璃与HF酸反应的动力学过程.研究表明:石英玻璃与HF酸的反应速度由化学反应控制,其中≡Si-O-Si≡网络中Si-O键的断裂决定反应速率;影响反应速率的主要因素包括反应温度、HF酸中活性成分与浓度以及石英玻璃结构.Ⅰ类石英玻璃在金属坩埚中熔制,金属杂质含量高,结构中存在较多缺陷,导致反应速率最快;而Ⅲ类石英玻璃中羟基含量高是反应速率高于II类石英玻璃的主要原因;各类石英玻璃在HF酸中的反应活性依次是Ⅰ＞Ⅲ＞Ⅱ类.反应过程中,HF酸中的活性成分(HF)2或HF-2吸附于石英玻璃表面,对Si原子产生亲核性侵蚀使Si-O键断裂,而H+ 对反应起催化作用.在HF酸高浓度区(＞7 mol/L)反应速率快速增长的原因是溶液中生成更多活性较大的(HF)n F- 离子.

关键词：石英玻璃、氢氟酸、动力学、反应机理

所属期刊栏目：32

分类号：TQ171.687;O643.12

资助基金：中国建筑材料科学院青年基金

在线出版日期：2004-05-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：287-293