镀锡板的无铬钝化--《哈尔滨工业大学》2006年硕士论文
镀锡板的无铬钝化
【摘要】：
以Cr6+为基础的铬酸盐钝化由于具有毒性,不利于环保,其应用在国内外已逐渐受到限制。目前国内外还没有一种无铬钝化工艺能完全替代铬酸盐钝化,因此寻找一种可以代替铬酸盐钝化的绿色钝化工艺已成当务之急。
本文比较了钼酸盐体系、锆盐体系、钨酸盐体系、硝酸铈体系、十八胺体系及其复合工艺的钝化效果,发现硫酸锆体系与十八胺体系复合工艺和钼酸盐-磷酸体系处理两个方案相对较好,比其它几种体系更接近铬酸盐钝化的效果。进一步试验发现有十八胺体系处理的镀锡板在抗硫检验后表面亮度得不到提高,并且还有少许暗色花斑。选择钼酸盐-磷酸体系进行改进,发现高锰酸钾加入后钝化膜的耐蚀性有较大提高。进一步研究了温度、钼酸铵浓度、高锰酸钾浓度、磷酸浓度、钝化时间等因素对钝化膜外观和耐蚀性的影响。在此基础之上,为了进一步提高钝化膜的耐蚀性和稳定性并且消除高锰酸钾处理后镀锡板表面的残留物,采用过氧化氢溶液进行表面清洗。最终选定钝化钝化体系为:钼酸铵含量20g·L-1、磷酸含量80ml·L-1、高锰酸钾30g·L-1,清洗液浓度对清洗结果未见影响。进一步研究了该钝化体系得到的钝化膜的耐蚀性,并解释钝化机理。
针对钼酸盐-磷酸-高锰酸钾钝化体系最佳工艺,清洗后得到的钝化膜的外观保持镀锡板原来光亮形貌,对钝化后的镀锡板进行抗硫性能检验、抗酸性能检验和涂漆性能检验,发现镀锡板的抗硫效果、抗酸效果和涂漆性等都接近重铬酸钠溶液钝化的检验效果。塔菲尔曲线和交流阻抗谱显示钝化膜与镀锡板基体有的腐蚀机理不同,钝化膜有较高的耐蚀性;结合扫描电子显微镜(SEM)照片和表面能谱结果分析钝化膜结构形态、成分、耐蚀性能的影响和腐蚀机理,明确了钝化液中各成分的作用。
【关键词】：
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2006【分类号】：TG179【目录】：
Abstract5-10
第1章 绪 论10-22
1.1 课题背景10-19
1.1.1 铬酸盐钝化10-12
1.1.2 钼酸盐钝化12-13
1.1.3 钨酸盐钝化13
1.1.4 磷酸盐钝化13-14
1.1.5 稀土金属盐钝化14
1.1.6 钛盐与锰盐钝化14-15
1.1.7 锆盐钝化15-16
1.1.8 有机类钝化16-18
1.1.9 有机类与无机类协同处理18-19
1.2 无铬钝化存在的问题与应用前景19-21
1.3 课题的目的与意义及研究内容21-22
第2章 试验设计和试验方法22-30
2.1 试验材料及仪器22-24
2.2 试验方法24
2.3 钝化膜外观及耐蚀性检验24-30
2.3.1 外观检验24-25
2.3.2 耐蚀性检验方法25-26
2.3.3 电化学测试26-28
2.3.4 X射线光电子能谱分析28-29
2.3.5 X射线荧光光谱分析29-30
第3章 无铬钝化工艺研究30-43
3.1 各种无铬钝化体系30-40
3.1.1 硫酸锆体系30-32
3.1.2 钼酸铵体系32-33
3.1.3 硝酸铈体系33
3.1.4 钨酸钠体系33-34
3.1.5 十八胺体系及复合工艺34-39
3.1.6 淬水处理39-40
3.2 各种无铬钝化体系的对比40-41
3.3 本章小结41-43
第4章 无铬钝化工艺改进43-54
4.1 硫酸锆体系与十八胺体系复合工艺改进43-46
4.1.1 试验各步骤各因素影响性的研究43-45
4.1.2 试验分析45-46
4.2 钼酸铵-磷酸体系改进46-52
4.2.1 不同氧化剂对试验结果的影响46-48
4.2.2 钼酸铵-磷酸-高锰酸钾体系研究48-51
4.2.3 试验配方确定51-52
4.3 本章小结52-54
第5章 钝化膜表面形态和耐蚀性的研究54-70
5.1 钝化膜的表面形态54-56
5.1.1 原板与重铬酸钠表面形貌54
5.1.2 十八胺体系及复合工艺钝化膜的表面形态54-55
5.1.3 钼酸盐-磷酸体系改进后钝化膜表面形态55-56
5.2 电化学方法研究钝化膜的耐蚀性56-60
5.2.1 塔菲尔直线外推法测量腐蚀参数56-58
5.2.2 EIS测试结果58-60
5.3 钝化膜成分分析60-67
5.3.1 XRF测试结果60-61
5.3.2 XPS测试结果61-67
5.4 耐蚀机理分析67-68
5.5 本章小结68-70
参考文献71-75
攻读学位期间发表的学术论文75-76
哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明76
哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书76
哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理76-77
附表1 抗硫检验打分标准78
附表2 抗酸性检验打分标准78
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