隨著中國(guó)工業(yè)體系的不斷提高，高端制造領(lǐng)域的工業(yè)產(chǎn)品也逐漸增多，高性能材料尤其是高性能不銹鋼的應(yīng)用也大量普及。 而往往在高端不銹鋼的應(yīng)用領(lǐng)域中，常常會(huì)用到電化學(xué)拋光這種表面處理方式。雖然不銹鋼電化學(xué)拋光技術(shù)早在五六十年代就已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用，但真正在國(guó)內(nèi)大量使用也就近十多年的時(shí)間。而在國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家，他們的高端制造業(yè)比我們起步早，因此在這方面的應(yīng)用則更廣泛、技術(shù)工藝更成熟。
生物醫(yī)藥、醫(yī)療器械、真空電子、半導(dǎo)體是不銹鋼高端應(yīng)用最典型的工業(yè)領(lǐng)域，尤以半導(dǎo)體行業(yè)要求最高。
很多人會(huì)有不解，為什么高端或高純凈的產(chǎn)品一定要使用電化學(xué)拋光處理？機(jī)械拋光或酸洗鈍化就不可以么？這就需要從相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)所的要求及不銹鋼電解拋光的特性來(lái)講起。
電化學(xué)拋光（Electrochemical Polishing），是以不銹鋼工件為陽(yáng)極，不溶性金屬為陰極，兩極同時(shí)浸入到電化學(xué)拋光槽液中，通以直流電而產(chǎn)生有選擇性的陽(yáng)極溶解，從而在不銹鋼工件表面形成一富鉻的氧化膜層，該膜層具有較高的光亮度。如果材料材質(zhì)越好，純度越高，其表面氧化膜層質(zhì)量就越好，光潔度越低，光亮度也越好，三者成正比關(guān)系。
由于不銹鋼電化學(xué)拋光屬于電化學(xué)陽(yáng)極反應(yīng)，其膜層是在工件本身母材的表面形成的，因此與母材是一個(gè)整體，且是同樣的金屬元素。它不會(huì)有與母材不同的金屬元素的脫落情況發(fā)生，從而影響使用。
由于不銹鋼電化學(xué)拋光所形成的表面氧化膜是一種富鉻層，含鉻比例越高，其耐腐蝕性則更好。該膜層成分與不銹鋼本體相比，其Cr/Fe比要大于母材料，ASME BPE-2016新標(biāo)準(zhǔn)中，要求Cr/Fe比＞1，SEMI標(biāo)準(zhǔn)中，則要求HP等級(jí)中，Cr/Fe比和CrOX/FeOX比＞1；在SEMI標(biāo)準(zhǔn)中UHP等級(jí)中則要求：Cr/Fe比＞1.5，CrOX/FeOX比＞2。在實(shí)際應(yīng)用中，Cr/Fe比有些企業(yè)甚至能做到＞2.5～3。
我們都知道，不銹鋼材料在制作過(guò)程中，不可避免的表面會(huì)存在一些微小的缺陷，甚至?xí)幸恍┝鸭y，或者可能有異物顆粒附著在其表面。而在真空領(lǐng)域，材料也都會(huì)有“放氣“現(xiàn)象。電化學(xué)拋光過(guò)程可以將其表面剝落一層，一方面可以將異物脫離，另外可以將表面或淺表面的缺陷暴露出來(lái)。
對(duì)于生物醫(yī)藥、醫(yī)療器械、精細(xì)化工等領(lǐng)域，處理后的不銹鋼工件表面易清洗，不易結(jié)垢和滋生細(xì)菌，不會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量或使用效果。
還有一點(diǎn)需要補(bǔ)充的，電化學(xué)拋光對(duì)于不銹鋼材料的要求也十分苛刻，不僅僅是要求不銹鋼材料中含碳量，以及鉻、鎳成分達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，還要求材料中的雜質(zhì)P、S、Mn、Si、Cu等有害元素以及O和H等近可能的最低，不是任何的不銹鋼材料都可以達(dá)到的。在半導(dǎo)體行業(yè)所使用的不銹鋼首選是316L，該材料是用經(jīng)過(guò)真空脫碳（VOD）316L不銹鋼，再通過(guò)真空感應(yīng)熔煉（VIM），然后再用真空電弧再熔化（VAR）處理所得的材料，純度高，奧氏體金相組織均勻一致。該材料所做的電解拋光處理效果是最佳的。
機(jī)械拋光（Mechanical Polishing）是高速運(yùn)動(dòng)的拋光材料與不銹鋼基體摩擦，在拋光力作用下，基體產(chǎn)生高溫從而表面發(fā)生塑性變形。并使周邊高溫氧化下瞬間形成的金屬表面的極薄氧化膜反復(fù)地被磨削下來(lái)，從而變得越來(lái)越光亮。整個(gè)拋光過(guò)程既具有機(jī)械的磨削作用，又同時(shí)發(fā)生物理和化學(xué)作用。拋光切削量較大，屬于一種宏觀整平。
機(jī)械拋光過(guò)程中，與電化學(xué)拋光相比，機(jī)械拋光會(huì)在不銹鋼表面留有拋光痕跡，表面還會(huì)形成冷作硬化的變形層（Beilby Layer），此外，還會(huì)將一些細(xì)小的拋光材料顆粒嵌入到不銹鋼表面。再者，機(jī)械拋光還會(huì)掩蓋一些表面下層的缺陷，隱藏隱患。
而常用的不銹鋼酸洗鈍化及化學(xué)鈍化，由于是化學(xué)反應(yīng)，不及電化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)烈，一方面，對(duì)基體表面的腐蝕量不充分；另一方面，所形成氧化膜層質(zhì)量也不如電化學(xué)拋光。清除表面雜質(zhì)效果差。
雜質(zhì)和純度的不到位，會(huì)嚴(yán)重影響到實(shí)際使用的效果。以當(dāng)前半導(dǎo)體行業(yè)舉例，目前芯片采用最先進(jìn)的工藝的是5nm，主流芯片生產(chǎn)工藝也在幾十nm左右，可想而知，nm級(jí)的異物都會(huì)對(duì)芯片的質(zhì)量造成致命性的影響。
這就是高端或高純凈的不銹鋼產(chǎn)品一定要使用電化學(xué)拋光處理的原因。