Reinigingsonderzoek met waterige (alkalische) oplossingen - VeMet

SAMENVATTING
Hoogtemperatuur-vacuümsolderen is een schone en milieuvriendelijke verbindingstechniek
waarmee gelijksoortige en ongelijksoortige materialen en constructies die moeilijk of niet te lassen
zijn, zijn te verbinden.
Een goede soldeerverbinding heeft mechanische eigenschappen die vergelijkbaar zijn met lasverbindingen.
Het is echter noodzakelijk de te solderen oppervlakken van tevoren goed te reinigen.
De huidige en toekomstige regelgeving op het gebied van milieu en ARBO verbieden echter
reinigingsmethoden met reinigingsmiddelen op CFK basis. Deze reinigingsmiddelen gaven
in het verleden goede resultaten. Om hoogtemperatuur-solderen als schone en milieuvriendelijke
verbindingstechniek te kunnen behouden, zullen daarom nieuwe reinigingsmethoden moeten
worden ontwikkeld. Reinigingsmiddelen op waterig (alkalische) basis hebben inmiddels bewezen
een goed alternatief te kunnen zijn voor het reinigen van koolstofstaal, austenitisch roestvaststaal
en koper. Echter, regelmatig blijkt dat producten toch onvoldoende gereinigd worden.
Om deze waterig (alkalische) reinigingsmiddelen succesvol in te zetten zullen reinigingsprocedures
moeten worden ontwikkeld. NIL TC1-A heeft daarom het initiatief genomen tot een project
waarin de mogelijkheden voor het reinigen van koolstofstaal, austenitisch RVS en koper
werden onderzocht. Uiteindelijk doel daarbij was een voorstel te doen tot een richtlijn voor het
ontwikkelen van een reinigingsprocedure.
De in het onderzoek toegepaste materialen zijn gefreesd of diepgetrokken. Daarbij zijn de daarvoor
bestemde bewerkingsvloeistoffen gebruikt. Voor het verwijderen van de bewerkingsvloeistoffen
zijn silicaatvrije, reinigingsmiddelen op waterbasis toegepast. Voor koolstofstaal en austenitisch
RVS is een hoog alkalisch reinigingsmiddel ingezet (pH=13). Voor koper is een neutraal
reinigingsmiddel met oppervlakte actieve stoffen gekozen, omdat een hoog alkalisch middel
het koper zal aantasten. Als referentie zijn reinigingsproeven uitgevoerd in cyclohexaan
(dampontvetten). Omdat na verouderen van een bewerkingsvloeistof deze moeilijker te verwijderen
zal zijn, zijn tevens reinigingsproeven aan proefstukken met verouderde bewerkingsvloeistoffen
uitgevoerd.
Om de oppervlakken voor en na het reinigen te karakteriseren zijn een aantal meetmethoden ingezet,
namelijk: XPS analyses, een indirecte methode voor het meten van de oppervlaktespanning
met behulp van testvloeistoffen en een spreidproef.
De XPS-analyses zijn gebruikt om een kwantitatieve waarde voor de mate van vervuiling
van een oppervlak vast te kunnen stellen. De mate van vervuiling is uitgedrukt in een C/Me
verhouding, waarbij Me staat voor een metaal dat als legeringselement in het te meten substraat
aanwezig is en C voor de gemeten hoeveelheid koolstof welke aanwezig is in verontreinigingen
op het substraatoppervlak. Een hogere verhouding komt dan overeen met meer
vervuiling op het oppervlak.
De indirecte methode voor het meten van de oppervlaktespanning met behulp van testvloeistoffen
is ingezet om na te gaan of met deze methode op een eenvoudige, snelle en goedkope
wijze een indicatie te verkrijgen is over de reinheid van een oppervlak en of hiermee het reinigingsproces
kan worden geoptimaliseerd.
De spreidproef is ingezet als referentieproef om een indicatie te krijgen over het te verwachten
soldeerresultaat. De spreidproef is ingezet als simulatie van het soldeerproces en niet
voor meten van de spreiding van het soldeer (spreiding is de mate van uitvloeiing). De monsters
zijn vooral onderzocht op optredende verkleuringen.
ECN-CX--01-088 9