化学镀Sn_Zn合金
铝合金表面镀Zn 和镀 Sn 工艺研究
铝合金表面镀Zn和镀Sn工艺研究刘钊1，王泽华1,2，林萍华2，周泽华2，江少群21河海大学机电工程学院校，江苏常州(213022)）2河海大学材料科学与工程学院，江苏南京(210098)E-mail：liuzhao917@摘要：铝合金表面在大气中、水中马上生成氧化膜,氧化膜的存在严重影响镀层的结合力。
为了消除铝合金表面氧化膜带来的的负面影响，必须对铝合金表面进行表面改性处理。
以便在其表面形成一层结合力优良的防氧化金属膜。
本文对铝合金表面采用化学镀工艺镀金属Zn、Sn进行了试验研究，分析了镀液配方和工艺参数对镀Zn镀Sn层的影响，确定了最佳的镀液配方和工艺条件。
介绍了铝合金表面镀层结合力测试方法,探讨了浸锌溶液的配制、温度及时间对镀层结合力的影响。
实验证明,采用该方法获得的镀膜层通过300℃热震试验不起皮、不鼓泡,并具有良好的结合力。
关键词：铝合金、浸锌、镀锡、结合1.引言铝合金具有密度小、比强度高、延展性好、导热性优良、且极易加工等特性，在航空航天、兵工、电子、汽车等领域获得越来越广泛的应用。
但铝是一种非常活泼的金属，与氧具有极高的亲和能力，在大气中很自然地生成一层致密的氧化膜。
这层氧化膜将严重阻碍着铝合金与其他合金形成良好的冶金结合[1]，从而影响到铝合金的进一步应用。
化学镀是一种不需要通电，依据氧化还原反应原理，利用强还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。
该技术以其工艺简便、节能、环保日益受到人们的关注[2]。
80年代，欧美等工业化国家在化学镀技术的研究，开发和应用得到了飞跃发展，平均每年有15–20%表面处理技术转为使用化学镀技术，使金属表面得到更大的发展，并促使化学镀技术进入成熟时期。
化学镀技术由于工艺本身的特点和优异性能，用途相当广泛[3]。
中国在80年代才开始在化学镀方面进行探讨，国家在1992年分布了国家标准（GB/T13913-92），称之为自催化镍-磷镀层。
电沉积Zn-Sn合金工艺的研究
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［６］ 邢 淑 仪 ． 合 金 和 钛 合 金 ［ ． 京 ： 械 工 业 出 版 社 ，９７ 铝 Ｍ］北 机 １８ ：
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电 沉 积 Ｚ —ｎ 合 工 艺 的 研 究 ｎＳ 金
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常用镀种简介：合金电镀
常用镀种简介：合金电镀内容：高耐蚀锌合金电镀工艺锌合金是指以锌为主要成分并含有少量其它金属的合金。
目前已用于生产的二元锌合金有：Zn-Ni，Zn-Co，Zn-Fe，Sn-Zn。
Zn-Ti，Zn-Cr，Zn-P，Zn-Mn等还在开发研制试应用中，锌合金具有良好的防护性能，故常称之为高耐蚀合金镀层，其中研究的比较多，且应用比较广泛的主要是锌和铁族金属形成的合金，即锌-镍、锌-钴和锌-铁。
铁族金属的原子结构和性质相近，它们与锌形成合金的共沉积特性也很相似。
从电极电位来看，铁族金属的电位比锌正的多，但在共沉积时，锌比铁族金属容易沉积而优先沉积，这种沉积称为异常共沉积。
其原因是当锌与铁族金属在阴极表面共沉积时，随着阴极表面H2的析出，使表面pH升高，在阴极表面生成了氢氧化锌胶体薄膜，致使铁族金属离子在阴极表面受到抑制而难以沉积，于是锌在阴极表面优先析出。
3.1.1 电镀锌-铁合金工艺及钝化处理已获得工业应用的锌-铁合金有两种：一种是含铁量高的（10%~25%或更高）合金，该镀层不易钝化，易磷化处理，对油漆有良好的结合力，多用于钢板和钢带的表面处理，作为电泳漆的底层；另一种是含微量铁的锌-铁合金，镀层易钝化，耐蚀性能优良，特别经过黑色钝化，其耐蚀性有很大提高。
锌-铁合金工艺也可分为酸性和碱性两种类型，合金镀层含铁量一般在0.2%~0.7%之间，镀液中三价铁离子不能含量过高，否则会降低阴极电流效率，结晶粗大。
以下仅介绍低铁含量电镀工艺。
合金电镀1高耐蚀锌合金电镀工艺2 电镀锌-镍合金工艺及钝化处理碱性锌镍合金的工艺特点：1) 镍含量稳定，镀层中镍含量一般为8－10%。
2) 合金镀层光亮，可直接钝化。
3) 耐蚀性优异，8μm的锌镍合金镀层，经彩色钝化后能耐NSS试验1000小时，不生白锈，2000小时未见红锈。
4) 经100°C烘烤一小时后，在NSS试验中出现白锈时间在300小时以上。
**碱性锌镍合金工艺组成含量工艺条件氧化锌（g/L）氢氧化钠（g/L）硫酸镍（g/L）络合剂（NZ－918C）g/L添加剂（NZ－918A）ml/L光亮剂（NZ－918B）ml/L 8—1250—1206—1050—1004—64—6 温度 15～35°C阴极电流密度：DK=0.5～5.0A/dm2阳极：锌、镀厚镍钢板、镍板阴、阳极面积比：=1:1.5～2** 碱性锌镍合金钝化工艺白色钝化彩色钝化白色钝化剂（NZ－918F）75g/L 彩色钝化剂（NZ－918E）25～35ml/L钝化时间性 30～60秒 30～60秒pH值 1.1～1.5 1.9～2.3温度 25～35°C 55～65°C搅拌工件移动或无油压缩空气搅拌**系武汉材保电镀技术生产力促进中心工艺碱性锌镍合金及钝化工艺多年来一直在汽车工业，煤矿井下支架，军用野战输油管线、电子产品（磁性材料）、电力输变电支撑架等产品上获得应用.3.2 代铬工艺採用锡钴锌合金电镀作代铬镀层,近几年来在广东地区获得广泛应用。
电镀装饰性Sn—Zn合金仿银工艺
３ 镀 液 配 方 和 工 艺 条 件
３． 镀 液 配 方 １ 硫 酸 亚锡 ，／ ｇＬ
时 ， 好 能 达 ５～２ ｔ 当 使 用 光 亮 过 渡层 时 ， 般 最 ０ｖ ｍ， 一 达 ５ｖ 左 右 即 可 。 以 铜 基 零 件 滚 镀 为 例 ， 般 滚 ｔ ｍ 一 镀 ２ ～ ３ ｎ， Ｏ ０ｍｉ 镀层 可 达 ５～ ｌ ｔ 形 成 光 亮 度 很 ０ｖ ｍ，
２ 工 艺 流 程
钢 铁 零 件 前 处 理一 铜镀 层） 一 铜 基零 件 前 处理 一 镀 仿 银一 钝 化 一一 Ｐ ２封 闭 ． 预 镀一 光 亮 底 镀 层 （ 酸 性 光 亮 如 ＰＮ． 闭 ２封 仿银一 钝 化一
据 分 析 结 果 ， 当 补 充 镀 液 中 消 耗 的 成 份 ， 以较 长 适 可
期使 用。
镀 件 的基 材 可 以 钢 铁 、 及 铜 合 金 、 等 ， 以 铜 镍 可 直接镀仿银 ， 可以使用光亮底层如光亮铜 、 亮镰 也 光 等 。镀 液 的 使 用 温 度 １ ｌ ０～ ５℃ ； 流 密 度 挂 镀 ｌ 电 ～ ４Ａ／ ， 镀 ０ ｌ ｄ 滚 ～０． ｄ ； ５Ａ／ ｍｚ 电镀 时 间取 决 于所 要 求 镀 层 的厚 度 ， 材 直 接 镀 ｓ —ｎ合 金 仿 银 镀 层 基 ｎｚ
一
ｌ ～３ ０ ０
０． ５～ ４
Ｄｋ， ／ Ａ ｄｍ
阳极
０ 锡 板
３． 镀 液 配 制 ２
（） １ 首先加入规定体 积 ５ ％ 的水 ， ０ 加入 计算量 的硫酸 ， 趁热加入计算量的硫酸亚锡 ， 搅拌至全部溶 解， 加入计算量的柠檬酸 ， 搅拌至全部溶解 。 （） ２ 在另一容器 中用剩下的 ５ ％水溶解计 算量 Ｏ
合金化对Sn-Zn系无铅焊料抗腐蚀性能的影响
关键词 ：无铅焊料 ；Ｓ ｎ — Ｚ ｎ ；腐蚀 中图分 类号 ：Ｔ Ｎ ６ ０ ４ 文献标识码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ０ ０ １ — ３ ４ ７ ４（ ２ ０ １ ４ ）０ ６ — ０ ３ １ ６ — ０ ５
Ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ Ａ Ｉ ｌ ｏ ｙ ｉ ｎ ｇ ｏ ｎ Ｓ ｎ ・ Ｚ ｎ Ｌ ｅ ａ ｄ － ｆ ｒ ｅ ｅ Ｓ ｏ ｌ ｄ ｅ ｒ Ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ
电子 工 艺技 术
３ １ ６
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
２ ０ １ ４ 年１ １ 月
第３ ５ 卷 第６ 期
合金化对Ｓ ｎ — Ｚ ｎ 系无铅焊料抗腐蚀性能的影响
马月媛 ，杨 文超Ｌ ，刘谋 苗 ，于梅花 ，湛 永钟
（ １ ． 广西大学 材料科学与工程学院 ，广西 南宁 ５ ３ ０ ０ ０ ４ ； ２ ． 广西大学 行健文理学院 ，广西 南宁 ５ ３ ０ ０ ０ ５ ）
电镀Cu_Zn_Sn合金成分的影响因素及故障处理
文章编号:1001-3849(2008)01-0023-03电镀Cu-Zn-Sn合金成分的影响因素及故障处理¹ 郝利峰1, 张华伟2, 王明生3(1.上海交通大学化学化工学院,上海 200240;2.山东科技大学科研处,山东青岛 266510;3.乐思化学上海分公司,上海 201204)摘要:采用乐思化学Cu-Zn-Sn合金挂镀工艺BRONZEX WJ-SP,研究了Cu-Zn-Sn合金电镀工艺条件对镀层合金组分、外观的影响,发现电流密度、镀液中KOH、游离KCN和温度对合金镀层组分会产生影响,并研究了之间的相互关系。
同时讨论了生产中出现的技术故障的原因以及解决方法。
关 键 词:Cu-Zn-Sn合金;电镀;镀层成分;故障处理中图分类号:T Q153.2 文献标识码:BThe Factors Influencing the Component of ElectroplatingCu-Zn-Sn Alloy and Trouble ShootingHAO Li-feng1,ZHAN G Hua-w ei2,WA NG M ing-sheng3引 言随着工业生产和科学技术的发展,对金属表面性能提出了新的要求,仅依靠一些单金属镀层已远远满足不了需要。
电镀合金正是在这种情况下孕育而生,它的出现不仅解决了电镀单金属所不能解决的各种问题,而且由于单金属的镀种较少,而合金镀种较多,因此它为电镀工业的发展,开辟了一条崭新的道路[1]。
众所周知,镍镀层具有较好的硬度、耐腐蚀等优点,同时镀层外观可以有半光亮镍、光亮镍和珍珠镍等多种选择。
但是,据统计在欧洲约有20%女性和5%男性对镍敏感,为此欧洲通过了欧洲镍指令94/27/EC,规定了相关具有治疗功效的物品镍的质量分数不得高于0.05%,在不含镍的涂层中,镍在两年内的释放量不得高于0.5L g/cm2(每周)。
为了能够满足这些指令,电镀工作者采用多种替代镍的工艺,如镀锡、铜、钯、钴,但都存在不尽如人意的地方。
Sn-Zn系无铅焊料抗氧化性和润湿性研究现状
摘要| Sn-Zn无铅焊料由于熔点接近Sn-Pb、价格低廉、无毒性、力学性能优良等特点，倍受人们的关注。
然而由于Zn的表面活性高，在钎焊过程中焊料容易氧化，导致了润湿性能下降。
本文综述合金元素对Sn-Zn无铅焊料氧化性能、润湿性的影响。
并对Sn-Zn焊料今后的研究方向进行了简要分析。
关键词| 无铅焊料；表面活性；抗氧化性；润湿性一、引言锡铅焊料是电子组装焊接中的主要焊接材料，以其优质的性能和低廉的成本，一直被人们所重视。
但众所周知，Pb及它的化合物是有毒物质，人类长期接触会给生活环境和安全带来较大的危害。
2006年7月1日欧盟全面实施RoHs指令，即《禁止在电子电气产品中使用某些有毒有害物质的法规》。
我国也在2007年3月1日实施《电子信息产品污染控制管理办法》，电子制造无铅化已成为不可逆转的潮流。
实现电子制造的全面无铅化，以减少环境污染，提升绿色制造竞争能力，以适应国内外市场对绿色电子产品的需求，是电子制造业今后势在必行的举措。
迫于环境和立法的压力，世界上许多国家都纷纷开始新型无铅焊料的研究和开发。
无铅钎料研究的关键技术是新合金系的各项性能如熔点、熔化温度范围、润湿性、力学性能（强度、韧性、抗蠕变性）、物理化学性能（导电性、抗氧化性、抗腐蚀性能）等应与传统的Sn-Pb 钎料相近，而且成本不能过高。
近10年来，国内外已经研究开发出多种无铅钎料合金，其成果主要集中在3个温度段上。
主要包括：高温的Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Sb三个合金系，其熔点在200℃以上，明显的高于传统的Sn-Pb共晶焊料的熔点。
中温的Sn-Zn 系，熔点在180℃～200℃之内，其熔点十分接近传统的Sn-Pb焊料，这是该合金系成为替代传统焊料的最大优势。
熔点在180℃以下的Sn-Bi、Sn-In系属于低温系焊料[注1]。
目前的研究主要是通过向其中添加微量合金元素如：Bi、Cu、RE、Al、In、Cr、Ga、P、S等来改善无铅焊料的熔点和物理机械性能等，开发出价格低廉、无毒性、性能可与Sn-Pb相媲美的新型无铅焊料。
Sn_Zn系无铅焊料合金的可靠性研究进展(1)
另外, 回流焊工艺还影响 IMCs 的形貌。研究表 明[ 10] , 随着回流焊温度的升高, Sn 9Zn 和 Cu 基板反
应生成的板状富 Zn 相增多, Cu Zn 层增厚, 而 Sn Pb
及 Sn A g Cu 和 Cu 基材主要生成 Cu6 Sn5 IMC 层。随
着回流焊时间的增加, Sn 9Zn, Sn Ag Cu, Sn P b IMCs
2 Sn Zn 系无铅焊料的主要失效模式
无铅焊点的可靠度目前尚无法与 SnPb 相比, 特别是在机械冲击或时效过程中, 非常容易引起焊 点的提早破坏[ 2] , 脆化的机理会因为焊接表面镀层 的不同而有所差异, 但不论是何种表面处理, 似乎都 不能避免焊点脆化的发生, 因此对于工作环境温度 较高, 或是经常受机械冲击的无铅产品而言, 测评焊 点的可靠度是不容忽视的重要环节[ 3] 。
增加不明显; 而 Sn 8Zn 3Bi/ Cu, 由于 Bi 抑制了富 Zn
相的形成, 加速了 Zn 向 Cu 表面的扩散, 所以形成更
多的 Cu Zn IM C, 厚度也明显增加。 近来有许多报告指出, SnAgCu 无铅焊料与 Cu
基板的接点在时效时, 会发生焊点强度急速弱化现 象[ 3] , Chiu 等人[ 11] 已经发现在时效过程中, 克肯多微 孔( Kirkendall V oid) 会在 Cu6Sn5/ Cu 界面上生成, 并 影响焊点的强度, 如下图 3 所示。SnZn 系焊料虽然 在反应初期与 Cu 主要形成 CuZn IMCs, 但是随着时 效时间的增加, 界面会形成 Cu6Sn5 化合物, 并且由于 Zn 扩散到铜基体的速率高于 Sn 扩散到界面的速率, 因此在 IMCs 形成过程中, 界面上就会开始有微孔出 现。
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图2 不同络合剂与镍离子的络合结构(1)柠檬酸 (2)乳酸和6原子两个螯环,而乳酸是一种二齿络合剂,它只与镍离子形成一个5原子螯环。
需要指出的是,虽然实验是在镁合金化学镀镍的基础上进行的,但是各种镀液体系、p H值、H2PO2-2、络合剂对镀层中磷含量的影响的规律都是一样的。
通过其中一个或几个因素的调节,就可以达到对镀层中磷含量进行控制的目的,从而适应不同的要求。
4 结论通过镀液成份如还原剂浓度、络合剂种类和浓度以及镀液p H值等因素的变化,可以在镁合金基底上控制磷含量从低磷到高磷的很大范围内变动。
参考文献:[1] G.O.Mallory and J.B.Hajdu.Electroless Plating:Fundamentals&Applications[M],AESF,Orlando,1990.[2] 宋廷耀编.配位化学[M].四川:成都科技大学出版社,1990.[3] J.A.迪安主编,尚久方等译.兰氏化学手册[S],北京:科学出版社,1991.收稿日期:2000209228化学镀Sn2Z n合金蔡积庆 (南京无线电八厂,南京210018)中图分类号:TQ153 文献标识码:B 文章编号:100024742(2001)022*******1 前言铜和铜合金管(以下简称铜管)已广泛应用于给水工程。
然而在p H值较低的水质条件下,往往从铜管内表面溶出Cu2+而影响水质。
为此在铜管内表面镀锡。
在铜管内流过化学镀锡液,适用于长尺寸铜管的化学镀。
虽然内表面镀锡的铜管在各种施工条件下不会剥离,镀锡层较厚时具有一定的防蚀性,可以抑制Cu2+的溶出。
但是把镀锡的铜材浸于自来水中24h,仍会溶出Cu2+,尤其当镀锡层厚度低于0.4μm时,溶出的Cu2+达0.03mgΠL以上。
如果铜管内表面镀复Sn2Zn合金,即使较薄的Sn2Zn合金镀层,也可以有效地控制Cu2+的溶出。
本文就铜管内表面的化学镀Sn2Zn合金工艺加以叙述。
2 工艺概述化学镀Sn2Zn合金镀液中含有Sn2+化合物、Zn2+化合物、络合剂、游离酸、表面活性剂等。
Sn2+化合物有SnO、SnCl2、SnSO4、Sn(CH3SO3)2等。
Sn2+浓度为0.01～0.25molΠL。
如果Sn2+浓度低于0.01molΠL,锡的析出量低,需要较长时间才能获得足够的镀层厚度,有时镀层还会出现针孔;如果Sn2+浓度高于0.25molΠL,则会产生溶解度问题。
Zn2+化合物有ZnO、ZnCl2、ZnSO4等。
Zn2+浓度为0.03～0.5molΠL。
如Zn2+浓度低于0.03molΠL,锌的析出量低,甚至析出不含锌的镀锡层,降低Cu2+溶出的抑制效果;如果Zn2+浓度高于0.5molΠL,则会产生溶解度问题。
镀液中加入硫脲、N2二甲基硫脲、N,N′2二甲基硫脲等,用作Cu2+的络合剂。
这种络合剂与镀液中的Cu2+强烈地络合,显著地降低镀液中的Cu2+活性,使镀液中铜的标准电位与锡的标准电位发生逆转,有助于Sn2+的置换析出。
含有硫脲类络合剂的・72・2001年3月 电镀与环保第21卷第2期(总第118期) 镀液中,由于锌的标准电位低于锡,不会与铜的标准电位发生逆转,因此不会发生Cu与Zn2+的置换反应,但是当Sn2+被还原时,近傍的Zn2+被诱导而还原,从而在铜表面上形成Sn2Zn合金镀层。
络合剂浓度为0.3～2.0molΠL。
如果络合剂浓度低于0.3 molΠL,难以引起锡和锌的析出;如果络合剂浓度高于2.0molΠL,则会发生溶解度问题。
镀液中加入HCl、H2SO4、H3PO4、HBF4等无机酸或者烷基磺酸、烷醇基磺酸、芳香族磺酸等有机游离酸,旨在降低镀液p H值,促进Cu2+的溶出,既容易引起置换反应,又可以使Sn2+和Zn2+稳定地处于溶解的二价状态。
游离酸浓度为0.3～2.0molΠL。
如果游离酸浓度低于0.3molΠL,Cu2+的溶出不充分,难以引起充分的置换反应,也难以形成均一的镀层;如果游离酸浓度高于2.0molΠL,容易使析出的锌再度溶解。
镀液中加入柠檬酸、酒石酸、苹果酸、葡萄糖酸、琥珀酸、EDTA等有机羧酸,旨在使镀液中的Sn2+、Zn2+形成弱络合物,以便控制析出速度或者析出组成等。
镀液中加入十二烷基硫酸钠、氯化十二烷基吡啶盐、聚乙二醇242辛苯醚等表面活性剂,旨在获得均一平滑的镀层。
化学镀Sn2Zn合金镀液适用于要求严格抑制Cu2+溶出的铜管制品的化学镀。
镀液温度为30～90°C。
如果镀液温度低于30°C,镀速迟缓;如果镀液温度高于90°C,则会生成SnO2沉淀,容易发生镀液分解。
为了获得均一的Sn2Zn合金镀层,最好机械搅拌镀液,并避免空气吸入镀液中。
为了防止Sn2+的氧化,铜管内表面施镀时,使化学镀Sn2Zn镀液在铜管内流动,铜管内表面的Sn2Zn合金镀层厚度为0.5～2.0μm,可有效地抑制Cu2+的溶出。
铜管内表面的Sn2Zn合金镀层中锌含量为0.1～1000mgΠkg,可以有效地抑制Cu2+的溶出。
3 镀液配方例1 SnO,molΠL0.01 ZnSO4,molΠL0.50硫脲,molΠL0.30C4H6O4,molΠL0.07NaH2PO2・H2O,molΠL0.90H2SO4,mlΠL100例2 SnO,molΠL0.05 ZnSO4,molΠL0.40硫脲,molΠL0.50C6H8O7,molΠL0.10NaH2PO2・H2O,molΠL0.45H2SO4,mlΠL50例3 SnO,molΠL0.10 ZnCl2,molΠL0.30硫脲,molΠL0.80C4H6O4,molΠL0.13NaH2PO2・H2O,molΠL0.90HCl,mlΠL100例4 SnO,molΠL0.15 ZnSO4,molΠL0.20硫脲,molΠL 1.0C6H8O7,molΠL0.05NaH2PO2・H2O,molΠL0.50H2SO4,mlΠL50例5 SnCl2,molΠL0.20 ZnCl2,molΠL0.10硫脲,molΠL 1.50EDTA,molΠL0.03对苯二酚,molΠL0.45HCl,mlΠL50十二烷基硫酸钠,gΠL1例6 SnO,molΠL0.25 ZnSO4,molΠL0.03硫脲,molΠL 2.0甘氨酸,molΠL0.20对苯二酚,molΠL 1.0甲烷磺酸,molΠL50聚乙二醇辛基苯基醚,mlΠL1采用表面积为1dm2的脱氧铜板材32枚,进行下面的镀前处理和化学镀。
(1)碱性脱脂 采用60°C碱性脱脂液处理10min,然后水洗。
(2)弱蚀 采用10%Na2S2O8溶液在25°C时弱蚀处理2min,然后水洗。
(3)酸洗活化 采用10%H2SO4溶液在25°C 时酸洗活化处理30s。
(4)化学镀 把镀前处理的试片分别置于镀液(1)～(6)中,获得化学镀试片。
然后测定各种试片的镀层厚度、镀层中含锌量和Cu2+的溶出量。
试验和比较方法如下:把试片切成50mm×50mm,其中一半试片分别・82・ Mar.2001 Electroplating&Pollution Control V ol.21N o.2浸渍于50ml的5%HNO3溶液中,使镀层溶解,采用发光分析法定量测定溶液,求出合金镀层中锌含量,并求出镀层厚度。
测定Cu2+溶出量时,为了防止从试片断面溶出Cu2+,采用掩蔽胶带粘贴试片断面,然后把另一半试片分别浸于50°C的100mgΠL稀HCl溶液500ml中5h,采用发光分析法测定Cu2+的溶出量。
结果表明,不含锌的镀锡层厚度为0.4μm 以下时,Cu2+的溶出量为0.01～0.05mgΠL。
与之比较,Sn2Zn合金镀层厚度即使在0.4μm以下,Cu2+的溶出量仍然低于0.01mgΠL。
由此可以确认化学镀Sn2Zn合金镀层的铜材可以有效地抑制Cu2+的溶出,优于过去镀锡的铜材。
4 结论铜和铜合金表面上化学镀锌含量为0.1～1000mgΠkg、厚度为0.1～5.0μm的Sn2Zn合金镀层,即使0.4μm以下的薄镀层,也可以有效地抑制Cu2+的溶出,优于传统的镀锡层,适用于自来水或者热水配管用的铜和铜合金管的内表面化学镀。
参考文献[1] 中林明.化学镀Sn2Zn合金镀液[P].J P112264073,1999;9.[2] 中林明,涉谷亮二,内表面镀Sn2Zn合金的铜管[P].J P112264074,1999;9.收稿日期:2000209204・化学转化膜・Sol2gel法制备涂层材料的技术与应用潘建平 彭开萍 陈文哲 (福州大学材料科学与工程学院福州350002)摘要: 较系统地介绍了溶胶2凝胶法制备涂层材料技术的特点及原理。
概述了溶胶2凝胶法制备涂层的工艺过程以及涂层材料的应用。
展望了未来的发展前景。
关键词: 溶胶2凝胶法;涂层材料中图分类号:TQ174.4 文献标识码:A 文章编号:100024742(2001)022*******1 前言涂层是指附着在某一基体材料上起某种特殊作用,且与基体材料具有一定结合强度的薄层材料,它可以克服基体材料的某种缺陷,改善其表面特性,如光学特性、电学特性、耐侵蚀及腐蚀、耐磨损性和提高机械强度等,它属于一种有支撑体的薄膜[1]。
涂层材料的制备方法很多,主要可分为两大类:物理方法,如蒸镀法、溅射法等;化学方法,如化学气相沉积法(CVD)、喷雾热解法、溶胶2凝胶法等。
其中溶胶2凝胶法是近年来新开发的一种涂层制备方法,与其它涂层制备方法相比,具有如下特点[2]:(1)工艺设备简单,无需真空条件或昂贵真空设备;(2)工艺过程温度低,这对于制备含有易挥发组分或在高温下易产生相分离的多元系来说尤其重要;(3)可以大面积在各种不同形状、不同材料的基底上制备薄膜,甚至可以在粉末材料的颗粒表面制备一层包覆膜;(4)易制得均匀多组分氧化物涂层,易于定量掺杂,可以有效地控制薄膜成分及微观结构。
溶胶2凝胶法是一种湿化学方法,它以金属醇盐为母体物质,配制成均质溶胶,对玻璃、陶瓷、金属和塑料等基材进行浸渍成膜或旋转成膜。
它能赋予基材特殊的电性能和磁性能,也可改善光学性能和提高化学耐蚀性,尤其在改善大面积基材的性能方面非常适用。
因此,研究、开发有着重大的实用价值。
本文阐述了溶胶2凝胶法制备涂层材料的原理、工艺及其应用。
2 基本原理溶胶2凝胶法制备涂层的基本原理是:将金属醇盐或无机盐作为前驱体,溶于溶剂(水或有机溶剂)中形成均匀的溶液,溶质与溶剂产生水解或醇解反应,反应生成物聚集成几个纳米左右的粒子并形成溶胶,再以溶胶为原料对各种基材进行涂膜处理,溶胶膜经凝胶化及干燥处理后得到干凝胶膜,最后在一定的温度下烧结即得到所需的涂层。