第41卷第6期金屬材料與冶金工程Vol.41 No.62013年12月METAL MATERIALS AND METALLURGY ENGINEERINGDec 2013添加劑對MSA電鍍錫鍍層性能的影響研究譚勇，孫杰(沈陽理工大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，遼寧沈陽110159)摘要:采用電化學(xué)測試技術(shù)分析了添加劑對甲基磧酸鹽(MSA)鍍錫鍍層電化學(xué)性能的影響，并通過掃描電鏡分析了添加劑對鍍層表面形貌的影響。結(jié)果表明，當(dāng)加入添加劑時，鍍層變得致密有規(guī)則。當(dāng)添加劑的添加量為25g/L時，添加劑濃度為25 mL/L時，腐蝕電位較低,腐蝕電流最小，線性極化電阻最大。在此濃度條件下，陰極極化能力最強(qiáng)，錫離子的析出電位最高，得到的鍍層結(jié)晶最細(xì)致,鍍層性能達(dá)到最優(yōu)。關(guān)鍵詞:鍍錫;甲基磺酸鹽;添加劑中圖分類號: TQ153.13文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A文章編號: 2095-5014 (2013) 06-0007-04Effect of Additives on MethylSulfuric Acid Salt Tin DepositionTAN Yong, SUN Jie(School of Environmental and Chemical Engineering, ShenyangUniversity of Technology, Shenyang 110159, China)ABSTRACT: This article analyzes effects of additive on the electrochemical performanceand surface topography of methyl sulfuric acid salt (MSA) tin deposition by adoptingelectrochemical measurement and scanning electron microscopy ( SEM). The results showedthat，when adding additive to the electroplating solution, the tin coating became compact andwell - regular. When the additive amount was 25 g/L and the additive concentration was25 mL/L，the corrosion potential and current located at lower position and the linearpolarization resistance reached to the maximum. Under this concentration condition， thepolarizing capability of cathode was best powerful, the deposition potential of the tin ions wasthe maximum，the coating crystals were finest and coating performance attained splendidly.KEY WORDS: tin plating; methyl sulfurie acid; additive電鍍錫板俗稱馬口鐵，是指表面鍍有純錫日用品的包裝，如各種飲料罐、食品罐、啤酒的冷軋低碳鋼板或者鋼帶，它將鋼的強(qiáng)度和成瓶蓋等等161。型性與錫的耐蝕性、易焊性和美觀的外觀結(jié)合在電鍍錫體系中，甲磺酸鍍錫體系具有鍍液于一種材料之中。廣泛應(yīng)用于食品、飲料、油穩(wěn)定，電流效率高，工作電流密度大的優(yōu)點(-11。脂、化工、涂料、氣霧罐、瓶蓋以及其它許多.還具有鍍層汽V嚴(yán)”“中國煤化工鍍液無氟污收稿日期: 2013-09-26MYHCNMHG作者簡介:譚勇，男，博士。研究方向:金屬腐蝕與防護(hù)，金屬材料表面改性，涂料涂裝方法等。金屬材料與冶金工程Vol.41 No.6染，毒性小，極易生物降解，對設(shè)備的腐蝕性的有機(jī)物。小，Sn2*+ 的氧化程度低且可以獲得晶粒細(xì)致平滑采用電化學(xué)工作站CHI650A對其電化學(xué)性鍍層等特點。并且甲基磺酸可以提高表面活性能進(jìn)行測試，塔菲爾曲線的掃速為0.001 V/s。劑和其它有機(jī)添加劑的可溶性，添加少量的添采用SX-550型掃描電鏡(SEM) 觀察有無添加劑能夠鍍出光亮的鍍錫層。在甲基磺酸鹽加劑和不同量添加劑下鍍錫層表面形貌。(MSA)鍍錫中添加劑用量雖少，但是起著特殊2結(jié)果與分析作用，它可以顯著改善鍍層表面結(jié)構(gòu)和耐蝕性等性能1217]。2.1添加劑對鍍層電化學(xué)性能的影響由于甲基磺酸鹽鍍錫的鍍液簡單，便于維圖1及圖2分別為電鍍液中存在添加劑時護(hù)和管理，成本也較低，在電子行業(yè)中也得到對鍍層電化學(xué)性能的影響，表1為極化曲線的普遍認(rèn)可[18-0)。因此，該領(lǐng)域的研究國內(nèi)一-直以參數(shù)。從圖1的Tafel曲線和圖2的交流阻抗諧來十分關(guān)注。本論文主要研究添加劑對甲基磺中可以看出，無任何添加劑時，鍍層的腐蝕電酸鹽鍍錫鍍層性能的影響，為實際鍍錫生產(chǎn)提流最大，阻抗半徑最小，耐蝕性最差。當(dāng)加入供技術(shù)支持。添加劑時，鍍層的腐蝕電流明顯減小阻抗半徑明顯增大，說明添加劑的加入提高了陰極極化1實驗過程作用，鍍層的耐蝕性明顯增強(qiáng)。實驗采用普通商用冷軋鋼板，對試樣進(jìn)行1-無添加劑打磨、除油(NaOH， 17~23 g/L: SNN- 25,2-有添加劑2~4 g/L，45C)、水洗、酸洗(55~65 g/LH2SO4，室溫)、水洗等步驟后，對處理好的冷軋板進(jìn)行電鍍錫的處理。其中電鍍錫采用甲基磺酸鹽鍍錫的方法。甲基磺酸鹽鍍錫的配方為:甲基磺酸亞錫(以錫計12~18g/L)，甲基磺酸I,2(40~ 50 mL/L)，抗氧化劑對苯二酚(10~ 30-1.0-09-0.8-0.7-0.6-0.5-0.4-03-0.2mL/L)，添加劑(20~40 mL/L)。其中添加劑電位/V的主要成分為含有烷基磺酸和環(huán)氧烷烴基團(tuán)的圖1鍍層的 Tafel曲線b有添加劑50μm.50 μm圖2鍍層的SEM形貌表1 Tafel 電化學(xué)曲線參數(shù)2.2添加劑對鍍層表面形貌的影響由圖2以看出，無任何添加劑時，電沉積項目腐蝕電位/N腐蝕電流/A線性極化電阻/S層疏松,中國煤化工添加劑時，無添加劑- 0.5211.079x 10-52 396.5鍍層變得至YHCNMHG添加劑作為有添加劑-0.6232.221x 10*18 982.0一種有機(jī)物，具有一定的表面活性，這樣它們.2013年第6期覃勇等:添加劑對MSA電鍍錫鍍層性能的影響研究9可以通過吸附在電極表面，改變表面反應(yīng)的活-2.0F化能，提高陰極極化作用，從而使過電位升高,3.0晶核臨界半徑變小，形核速度越大，結(jié)晶更加c-40細(xì)致。所以合理地控制添加劑的含量比例，才能使晶核的形成速度和長大速率達(dá)到最佳。從置-6.0添加劑A20 mL/L2添加劑A 25 mL/L而得到結(jié)晶細(xì)致并且均勻規(guī)則的鍍層。3添加劑A30 mL/L2.3添加劑含量對鍍層耐蝕性能的影響-8.0f5添加劑A40mL/L圖3為不同添加劑含量對鍍層電化學(xué)性能-0.9 -0.7 -0.5-0.3 -0.1 .電位/V的影響。從圖3可以看出，腐蝕電流隨著添加圖3不同量添加劑 A鍍層的Tafel曲線劑濃度的增加先減小后增大再減小，當(dāng)添加劑的濃度為25 mL/L時，腐蝕電位較低，腐蝕電添加劑的濃度達(dá)到40 ml/L時，鍍層晶粒明顯細(xì)流最小，線性極化電阻在五組不同添加劑含量中化，晶核數(shù)目變多，分布比較均勻。有機(jī)物對線性極化電阻最大，說明添加劑的濃度為25 mLL電沉積過程的影響幾乎是不可避免的。從研究時，鍍層耐蝕性最好。晶體結(jié)構(gòu)可知，極少量的有機(jī)物質(zhì)就可改變電圖4為不同含量添加劑時的鍍層表面形貌。沉積金屬的表面形態(tài)和結(jié)構(gòu)，從而影響材料的當(dāng)加入20mL/L的添加劑時，電沉積層疏松,性質(zhì)。但是有機(jī)物質(zhì)含量過多反而阻礙陰極極無規(guī)則。當(dāng)添加劑A的濃度繼續(xù)增加達(dá)到30化，降低過電位，使晶核臨界半徑變大，形核ml/L時，鍍層的晶粒細(xì)化，晶核數(shù)也更多。當(dāng)速度變小，晶粒變大且分布不均勻。a 20 mL/Lb 30 mL/Le 40mL/L50 μm50μm圖4不同含量添加劑條件下對鍍層的SEM形貌3結(jié)語[P]. 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