Etsen: verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud

In de regel

Versie van 3 aug 2018 20:46

Ten minste één Wikipediagebruiker vindt dat de onderstaande inhoud, of een gedeelte daarvan, samengevoegd zou moeten worden met Ets, of dat er een duidelijkere afbakening tussen deze artikelen dient te worden gemaakt (bekijk voorstel).

Voor etsen als kunstvorm, waarbij een tekening op een koperen of zinken plaat wordt aangebracht, zie Ets

Etsen is een oppervlaktebehandeling waarbij een oppervlak (zoals een metaal) met een – meestal vloeibaar – middel behandeld wordt. Hierbij treedt een chemische reactie op waarbij het oppervlak gedeeltelijk oplost. In het geval van een metaal en een zuur gaat het om een redoxreactie. In feite zou men het een vorm van gecontroleerde, gewenste corrosie kunnen noemen.

Voor het etsen zijn er verschillende toepassingen te bedenken:

Het aanbrengen van een tekening ("ets") op een koperen of zinken plaat, als een vorm van diepdruktechniek
Het aanbrengen van een tekening op glas
Het maken van printplaten (gedrukte bedrading) voor elektronische schakelingen.
Het zichtbaar maken van de microstructuur van een metaal, zodat deze onder een lichtmicroscoop bekeken kan worden.

Het etsproces

Het etsproces bestaat ruwweg uit de volgende stappen:

Egaliseren van het oppervlak - Het object dat ge-etst gaat worden, wordt eerst gepolijst. Dit polijsten gebeurt met een fijn schuurpapier of een polijstmiddel. De gewenste mate van gladheid is afhankelijk van het te etsen materiaal en het gewenste eindresultaat.
Aanbrengen en bewerken van een etsgrond (indien van toepassing) - Wanneer het etsen bedoeld is om een voorgedefinieerd patroon in het metaal te etsen, zoals bij het maken van een etstekening of bij het ontwerpen van een elektronische schakeling, wordt er een tijdelijke afdeklaag op de gepolijste laag aangebracht. Vervolgens wordt deze afdeklaag verwijderd op die plaatsen waar het onderliggende metaal later weggeetst moet worden. Voor etsen in het kader van metaalkundig onderzoek van een oppervlak is deze handeling niet nodig.
Blootstelling aan een etsmiddel - Het daadwerkelijke etsen vindt plaats door het te etsen oppervlak in een etsmiddel onder te dompelen. Dit etsmiddel kan een zuur of een zout zijn, afhankelijk van het te etsen materiaal en het gewenste effect. Er ontstaat een chemische reactie (een redoxreactie) tussen het te etsen materiaal het etsmiddel, waardoor het te etsen materiaal lokaal wordt ingebeten. Feitelijk is dit inbijten een gecontroleerde vorm van corrosie ("roest"). Afhankelijk van het type redoxreactie dat optreedt, kunnen er bij het etsproces giftige dampen vrijkomen. De onderstaande parameters spelen bij het etsen een rol. De gewenste waarde van elk van deze parameters is afhankelijk van het te etsen materiaal en het gewenste eindresultaat.
- de duur van het onderdompelen
- de temperatuur van het etsmiddel
- de concentratie zuur / zout in het etsmiddel
Nabewerking - Na het inbijten wordt de eventuele aangebrachte etsgrond verwijderd, en vindt er desgewenst een nabewerking plaats.

Het etsproces als diepdruktechniek

Binnen de wereld van de kunst wordt het etsen gebruikt als diepdruktechniek waarbij er getekend wordt op een met vernis afgedekte koperen of zinken plaat. De tekening wordt vervolgens ingebeten in zuur en op vochtig papier afgedrukt.

Polijsten van de etsplaat

Het etsen gebeurt op een koperen of zinken plaat. Deze plaat mag gepolijst worden met fijn schuurpapier of een polijstmiddel om een zo glad mogelijk etsoppervlak te verkrijgen. De scherpe randen worden - indien gewenst - van een facet met een schuine kant voorzien, door met een zoete vijl of schaar de zijkanten iets af te schuinen. Dit om te voorkomen dat bij het "afslaan" de handen opengehaald worden en ook om het drukkersvilt te beschermen tegen sneden door de zeer hoge druk van de etspers.

Aanbrengen van etsgrond en lijntekening

De voorkant (beeldzijde) van de metalen plaat wordt afgedekt met etsgrond, een vloeibaar opgebrachte laag waarin voornamelijk bijenwas en white spirit zitten, of een bol harde etsgrond, die op een verwarmde plaat wordt uitgerold. Om lokale plekken af te dekken, zoals bij aquatint, gebruikt men een afdeklaag, afdekvernis genoemd, die bestaat uit asfaltpoeder en terpentijn. De achterzijde van de plaat dekt men af met spirituslak (schellak opgelost in spiritus). Dat is handig bij het reinigen van de beeldkant, daar schellak (gomlak) enkel met alcohol (ethanol, methanol) of thinner oplost en de vernis aan de beeldkant (voorzijde) enkel met terpentine of white spirit. Vaak gebruikt men om de achterzijde af te dekken bruin tape (plakband) dat snel op te brengen is. Vervolgens brengt de etser met een etsnaald of scherp voorwerp de afbeelding (lijnets) in de afdeklaag aan, rekening houdend met de afdruk die in spiegelbeeld op de afdruk (drager, blad) komt te staan.

Toepassen van het etsmiddel

Afhankelijk van het gebruikte metaal en de bedoelingen van de etser, wordt de plaat in zuur of in zout gebeten (geëtst). Het bijten in een zoutoplossing (van ijzer(III)chloride) heeft als voordeel dat het de lijnen uitsluitend in de diepte bijt. Een nadeel van bijten in zout is dat de ijzerchlorideoplossing een ondoorzichtige bruine vloeistof is. De etser ziet dus niet wat hij doet, maar moet weten hoelang hij een plaat moet baden om tot een goed resultaat te komen. Bovendien dient de etsplaat omgekeerd – met afbeeldingskant naar beneden – in de etsbak te worden geplaatst. Bijten in koper kan met salpeterzuur en ijzerchloride. Salpeterzuur werkt niet of zeer traag onder een temperatuur van 12 graden Celsius. Zinkplaten in ijzerchloride etsen kan goed, maar geeft gevaarlijke dampen af. In de regel worden koperen etsplaten in ijzerchloride en zinken platen in salpeterzuur gebeten. Bij salpeterzuur is de lijn rafelig en heeft deze de neiging iets breder te worden. Na het inbijten wordt de etsgrond verwijderd met terpentine of white spirit.

Afwerking

Als een plaat klaar is, wrijft men in de lijnen inkt. Vervolgens wordt de plaat afgeslagen: de inkt wordt eerst met bol tarlatan (kaasdoek) van de plaat afgewreven, vervolgens wordt er met een snelle beweging van de hand, waarbij de muis van de hand heel licht over de plaat 'scheert', het oppervlakte van de etsplaat volledig schoongeveegd. Dit heet 'afslaan', zodat alleen de inkt in de geëtste partijen blijft staan. Daarna drukt men de ingeïnkte plaat onder een etspers af op ingevocht papier. Eerst legt men 2 - 3 lagen vilt over het bewerkte etspapier dat over de afgeslagen etsplaat ligt. Door de zeer hoge druk van de etspers - tussen de 900 en 2000 kg daar waar de wals het vilt raakt- duwen de lagen vilt het papier in alle met inkt gevulde lagen van de etsplaat en gaat het ingevochte papier een noodgedwongen synthese aan met de etsinkt op oliebasis.

Tijdens het etsproces maakt de etser regelmatig proefdrukken of tussendrukken. Deze tussendrukken noemt men staten. Op basis hiervan kan telkens een volgende stap gezet worden.

Het etsproces voor etsen van glas

Glas kan worden geëtst met waterstoffluoride of ammoniumfluoride om er afbeeldingen op aan te brengen. Met een mal wordt een patroon aangebracht. Het glas wordt in een zuur gedompeld. Het fluorwaterstof reageert met het glas. De uitvinding werd in 1787 gedaan door Jean-Pierre Marcassus de Puymaurin in Toulouse.^[1]

Het etsproces voor elektronische schakelingen

Elektronische schakelingen worden vaak gemaakt door een dunne laag koper op een isolerende ondergrond zodanig te etsen (met ammoniumpersulfaat, ferrichloride of een mengsel van zoutzuur en waterstofperoxide) dat er verbindingen overblijven tussen de verschillende elektronische onderdelen ('gedrukte bedrading').

Het etsproces ten behoeve van microstructuuronderzoek

De specifieke behandeling is afhankelijk van het materiaal dat geëtst wordt, en de precieze details die er bekeken moeten worden. Er kan onderscheid gemaakt worden tussen macroscopisch en microscopisch onderzoek. Voor het macroscopisch onderzoek hoeft er minder fijn gepolijst te worden.

Etsmiddelen

Etsen als diepdruktechniek

Tegenwoordig worden zinkplaten vooral met kopersulfaat geëtst ('Bordeaux-ets'), en koperplaten met ijzerchloride. IJzerchloride geeft goede resultaten in koper en is minder schadelijk voor de gebruiker (etsen met salpeterzuur geeft nitreuze dampen af). Koperetsen hebben als voordeel dat ze ook kunnen worden verstaald (met een dun chroomlaagje van enkele micron) waardoor de plaat niet zo snel slijt, en snel is af te slaan, maar vooral de inkt en gekleurde etsinkt, zal niet van kleurtoon veranderen. Gele etsinkt bijvoorbeeld, zal op een zinkplaat heel snel oxideren en daardoor bruinig worden, op een koperen etsplaat iets minder en op een verstaalde koperen etsplaat vrijwel niet. Ook wordt het zogenaamde afslaan ook veel makkelijker met een verstaalde etsplaat.

Etsen voor microstructuuronderzoek

Om bepaalde bestanddelen van een metaaloppervlak reliëf te geven of met specifieke kleuren op te doen lichten gebruikt men chemische middelen, waardoor het beeld onder een microscoop beter zichtbaar of herkenbaar wordt. Bij het voorafgaande polijsten wordt vaak een dun laagje metaal als het ware uitgesmeerd, en juist dit laagje wordt verwijderd door het etsproces. Enige voorzichtigheid hierbij is wel raadzaam (kleding- en oog/huid-bescherming) omdat het vaak om vrij agressieve chemicaliën gaat, zoals zoutzuur (1 deel geconcentreerd zoutzuur + 1 deel water) voor het aantonen van poreuze plaatsen, scheurtjes, vezelrichtingverloop enz. in gewoon staal.

Onderstaande tabel geeft een overzicht van een aantal veel gebruikte etsmiddelen bij metaalkundig onderzoek:^[2]

Legering	Etsmiddel	Samenstelling	Opmerking
Staal (algemeen)	2% nital
Staal (perliet)	4% picrinezuur in alcohol		de laagjes cementiet zijn hiermee beter te zien
Staal (cementiet)	alkalisch natriumpicraat
Staal (gehard)	Kourbatoff
Staal (austeniet)	Kalling of Vilella	Villela: 3 delen glycerine, 2 delen zoutzuur en 1 deel salpeterzuur	Kalling om carbiden te zien, Vilella voor korrelgrenzen
Koper en -legeringen (algemeen)	ammoniumpersulfaat of ammoniak
Koper-nikkel en α-β-messing	ijzer(III)chloride in alcohol		Snelle etser voor moeilijk aantastbare legeringen
Aluminium (macro-niveau)	eerst vloeizuur (HF), daarna koningswater		HF tot gasontwikkeling begint, diepetsen met koningswater
Aluminium (micro-niveau)	Keller & Wilcox		Snelle etser
Aluminiumlegering	NaOH in water		Etstemperatuur 50°
Tin en -legeringen	HCl in alcohol
Zink en -legeringen	HCl in alcohol
Nikkel en -legeringen	ammoniumpersulfaat
Glas	Waterstoffluoride

Chemische reacties

Etsen als diepdruktechniek

Bij het etsen kunnen er verschillende redoxreacties optreden. Onderstaande tabel geeft een overzicht van enkele redoxreacties.

Materiaal	Etsmiddel	Redoxreactie	Opmerking
Zink	kopersulfaat	${\ce {Zn + Cu^2+ -> Cu + Zn^2+}}$	Het koper dat ontstaat, slaat neer als zwarte neerslag
Zink	ijzer(III)chloride	${\ce {Zn + 2 Fe^3+ -> Zn^2+ + 2 Fe^2+}}$
Koper	ijzer(III)chloride	${\ce {Cu + 2 Fe^3+ -> Cu^2+ + 2 Fe^2+}}$
Zink	salpeterzuur	${\ce {Zn + 2 H+ -> Zn^2+ + H2}}$
Koper	Salpeterzuur	${\ce {3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu^2+ + 6 NO3^- + 2 NO + 4 H2O}}$

Bronnen, noten en/of referenties

↑ (fr) De l'acide fluorique
↑ Preparaatvoorbereiding proef 2, Praktikumhandleiding voor materiaalkundigen G.M.P. 1, Faculteit Scheikundige Technologie en Materiaalkunde, TU Delft, 1997

[1] (fr) De l'acide fluorique

[2] Preparaatvoorbereiding proef 2, Praktikumhandleiding voor materiaalkundigen G.M.P. 1, Faculteit Scheikundige Technologie en Materiaalkunde, TU Delft, 1997

[1]

[2]

@@ Regel 22: / Regel 22: @@
 # '''''Nabewerking''''' - Na het inbijten wordt de eventuele aangebrachte etsgrond verwijderd, en vindt er desgewenst een nabewerking plaats.
-==Het etsproces voor specifieke toepassingen==
+==Het etsproces als diepdruktechniek ==
-=== Etsen als diepdruktechniek ===
 Binnen de wereld van de kunst wordt het etsen gebruikt als [[diepdruk]]techniek waarbij er getekend wordt op een met vernis afgedekte koperen of zinken plaat. De tekening wordt vervolgens ingebeten in zuur en op vochtig papier afgedrukt.
-==== Polijsten van de etsplaat ====
+=== Polijsten van de etsplaat ===
 Het etsen gebeurt op een koperen of zinken plaat. Deze plaat mag gepolijst worden met fijn schuurpapier of een polijstmiddel om een zo glad mogelijk etsoppervlak te verkrijgen. De scherpe randen worden - indien gewenst - van een facet met een schuine kant voorzien, door met een [[vijl|zoete vijl]] of schaar de zijkanten iets af te schuinen. Dit om te voorkomen dat bij het "afslaan" de handen opengehaald worden en ook om het [[drukkersvilt]] te beschermen tegen sneden door de zeer hoge druk van de [[etspers]].
-==== Aanbrengen van etsgrond en lijntekening ====
+=== Aanbrengen van etsgrond en lijntekening ===
 De voorkant (beeldzijde) van de metalen plaat wordt afgedekt met etsgrond, een vloeibaar opgebrachte laag waarin voornamelijk bijenwas en white spirit zitten, of een bol harde etsgrond, die op een verwarmde plaat wordt uitgerold. Om lokale plekken af te dekken, zoals bij [[aquatint]], gebruikt men een afdeklaag, afdek[[vernis]] genoemd, die bestaat uit asfaltpoeder en terpentijn. De achterzijde van de plaat dekt men af met spirituslak (schellak opgelost in spiritus). Dat is handig bij het reinigen van de beeldkant, daar schellak (gomlak) enkel met alcohol (ethanol, methanol) of thinner oplost en de vernis aan de beeldkant (voorzijde) enkel met terpentine of white spirit.  Vaak gebruikt men om de achterzijde af te dekken bruin tape (plakband) dat snel op te brengen is.
 Vervolgens brengt de etser met een etsnaald of scherp voorwerp de afbeelding (lijnets) in de afdeklaag aan, rekening houdend met de afdruk die in spiegelbeeld op de afdruk (drager, blad) komt te staan.
-==== Toepassen van het etsmiddel ====
+=== Toepassen van het etsmiddel ===
 Afhankelijk van het gebruikte metaal en de bedoelingen van de etser, wordt de plaat in zuur of in zout gebeten (geëtst). Het bijten in een zoutoplossing (van ijzer(III)chloride) heeft als voordeel dat het de lijnen uitsluitend in de diepte bijt. Een nadeel van bijten in zout is dat de ijzerchlorideoplossing een ondoorzichtige bruine vloeistof is. De etser ziet dus niet wat hij doet, maar moet weten hoelang hij een plaat moet baden om tot een goed resultaat te komen. Bovendien dient de etsplaat omgekeerd – met afbeeldingskant naar beneden – in de etsbak te worden geplaatst. Bijten in koper kan met salpeterzuur en ijzerchloride. Salpeterzuur werkt niet of zeer traag onder een temperatuur van 12 graden Celsius. Zinkplaten in ijzerchloride etsen kan goed, maar geeft gevaarlijke dampen af. In de regel worden koperen etsplaten in ijzerchloride en zinken platen in salpeterzuur gebeten. Bij salpeterzuur is de lijn rafelig en heeft deze de neiging iets breder te worden. Na het inbijten wordt de etsgrond verwijderd met terpentine of white spirit.
-==== Afwerking ====
+=== Afwerking ===
 Als een plaat klaar is, wrijft men in de lijnen inkt. Vervolgens wordt de plaat afgeslagen: de inkt wordt eerst met bol tarlatan (kaasdoek) van de plaat afgewreven, vervolgens wordt er met een snelle beweging van de hand, waarbij de muis van de hand heel licht over de plaat 'scheert', het oppervlakte van de etsplaat volledig schoongeveegd. Dit heet 'afslaan', zodat alleen de inkt in de geëtste partijen blijft staan. Daarna drukt men de ingeïnkte plaat onder een etspers af op ingevocht papier. Eerst legt men 2 - 3 lagen vilt over het bewerkte etspapier dat over de afgeslagen etsplaat ligt. Door de zeer hoge druk van de etspers - tussen de 900 en 2000 kg daar waar de wals het vilt raakt- duwen de lagen vilt het papier in alle met inkt gevulde lagen van de etsplaat en gaat het ingevochte papier een noodgedwongen synthese aan met de etsinkt op oliebasis.
 Tijdens het etsproces maakt de etser regelmatig proefdrukken of tussendrukken. Deze tussendrukken noemt men '''staten'''. Op basis hiervan kan telkens een volgende stap gezet worden.
+== Het etsproces voor etsen van glas ==
-=== Glas ===
 Glas kan worden geëtst met [[waterstoffluoride]] of [[ammoniumfluoride]] om er afbeeldingen op aan te brengen. Met een mal wordt een patroon aangebracht. Het glas wordt in een zuur gedompeld. Het fluorwaterstof reageert met het glas. De uitvinding werd in 1787 gedaan door [[Jean-Pierre Marcassus de Puymaurin]] in [[Toulouse (stad)|Toulouse]].<ref>{{fr}} [http://books.google.nl/books?id=sozNAAAAMAAJ&pg=PA428 De l'acide fluorique]</ref>
-=== Elektronische schakelingen ===
+== Het etsproces voor elektronische schakelingen ==
 Elektronische schakelingen worden vaak gemaakt door een dunne laag koper op een isolerende ondergrond zodanig te etsen (met [[ammoniumpersulfaat]], [[IJzer(III)chloride|ferrichloride]] of een mengsel van [[zoutzuur]] en [[waterstofperoxide]]) dat er verbindingen overblijven tussen de verschillende elektronische onderdelen ('[[Printplaat|gedrukte bedrading]]').
+== Het etsproces ten behoeve van microstructuuronderzoek ==
-=== Onderzoek van de microstructuur ===
 De specifieke behandeling is afhankelijk van het materiaal dat geëtst wordt, en de precieze details die er bekeken moeten worden. Er kan onderscheid gemaakt worden tussen macroscopisch en microscopisch onderzoek. Voor het macroscopisch onderzoek hoeft er minder fijn gepolijst te worden.
 == Etsmiddelen ==