解析电镀-镀层的腐蚀与防蚀.docVIP

解析电镀-镀层的腐蚀与防蚀 　　1.腐蝕的概念:在一般人的觀念,腐蝕就是指生銹,或者腐蝕就是氧化造成的,其實並不那麼單純.鋼鐵及其合金的腐蝕現象才能稱之為生銹(生鐵銹),而單純的氧(或者是單純的水)是無法腐蝕金屬的.環境是造成金屬腐蝕的最大因素,人們常接觸的環境就是大氣,即使單純的大氣也因鄉村.都市.工業區.沙漠.寒帶.熱帶.海上(海邊)等而有很大的差異,進而影響腐蝕的速率,空氣中引起的腐蝕的主要成分為氧氣,水氣和有害雜質.金屬在大氣中的腐蝕過程是一種電化學過程,當大氣中水氣附著在金屬表面形成薄薄的水(成為電解液),如果再吸收大氣中的氧及有害雜質(如SO2,CO2,Cl-)以後,就會使金屬的電化學腐蝕加速的進行.因此金屬在乾燥的空氣中是不會有腐蝕作用的,以及金屬在沒有氧的水中也不會有腐蝕作用. 　　2腐蝕的形態: 絕大部分金屬的腐蝕進程均有電子的移轉行為,因此可以視為一種電化學反應,腐蝕性的分類法很多,在此就以Fontana式的分類四,來簡單說明其八大腐蝕形態.(如附圖) 　　1)均勻腐蝕:這是最簡單的一種腐蝕,金屬表面出現一層均勻的腐蝕產物,一般鋼鐵在大氣中的生銹均屬於均勻腐蝕. 　　2)伽凡尼腐蝕:或稱之為異種金屬腐蝕,兩種不同金屬偶和接觸時,化學性質活潑的金屬會加速腐蝕,惰性比較大的的金屬則減慢腐蝕,如電鍍層所產生的腐蝕就是屬於此類. 　　3)間隙腐蝕:金屬的間隙處因滯留不通,缺少氧氣,形成氧濃度差電池,特別容易腐蝕,如鋼管凸緣和墊圈接觸的地方,如果有鹽滲入,則間隙腐蝕會加速惡化. 　　4) 孔穴腐蝕:簡稱孔蝕,他發生在鈍化金屬,(如不銹鋼),在氯離子溶液中(海上或者海邊)會發生極度集中的腐蝕,在表面形成四處散佈的孔穴,原因一是氯離子半徑很小,很容易穿過保護膜(氧化膜)造成腐蝕,其二氯離子的水和能很小,容易被金屬吸附,阻礙金屬與氧化劑的作用. 　　5)晶界腐蝕:金屬晶界附近的化學活性比較強,因此容易發生腐蝕.如金屬焊接處因受高溫而原有晶格重排. 　　6)選擇性侵蝕:合金中的某一元素被選擇性的侵蝕,通常是化學性質活潑的成分被淬取出來,如黃銅為鋅銅合金,在一般水溶液環境,其中的鋅因腐蝕而單獨析出. 　　7)沖磨腐蝕:金屬在流動的腐蝕環境中,因為衝擊而產生的加速腐蝕結果.如金屬管的轉彎道處. 　　8)應力腐蝕:當應力與腐蝕同時存在,金屬將會逐漸在達到斷裂之前提早破裂.如振動的振幅是一種應力的存在,它會加速腐蝕的進行. 　　腐蝕的因素:所以對電鍍層的腐蝕可以說大部分為伽凡尼腐蝕效應所致,然而在電鍍層的抗腐蝕的高低則決定于下列四項要素: 　　1.)第一項為鍍層本之化學性質.如果鍍層的活性比底層大,則鍍層本身易受腐蝕. 　　2)第二項為鍍層只厚度.鍍層只抗蝕性常為鍍層厚度之線性函數.鍍層厚度越厚 抗蝕性越好. 　　3)第三項為鍍層的孔隙度.鍍層雖然為一肉眼觀這完整密緻的金屬膜.但是放大觀之.仍有許多裂縫孔穴。 　　4)第四項為鍍層身處的環境。再小的，再少的孔隙度的鍍層，再厚的鍍層，若遇上惡劣的環境(潮濕，氧氣，游離酸霧等)，一樣也抵擋不了腐蝕。 　　4.連接器電鍍的腐蝕：在連接器的電鍍中經常見到的電鍍規格有： 　　(1)銅合金(黃銅，磷青銅)/ 鍍鎳 　　(2)銅合金(黃銅，磷青銅)/鍍鎳 /鍍金 　　(3)銅合金(黃銅，磷青銅)/鍍鎳 /鍍錫鉛 　　(4)鐵材 / 鍍銅 / 鍍鎳 　　(5)鐵材 / 鍍銅 / 鍍錫 　　由附表可知，在(1)項中銅合金為陽極會被腐蝕。在(2)項中銅合金為較陽極會被腐蝕，因由於比(1)項中多鍍一層金，而加大電位差，所以腐蝕速度更加快(特別是鍍薄金)。在(3)項中錫鉛為較陽極會被腐蝕。在(4)(5)項中鐵材為較陽極會被腐蝕。 　　5.如何防蝕：由於電鍍規格乃為無法改變的事實，我們就針對制程上，環境上提出一些治本治標的方法，作為參考。 　　(1)如何降低孔隙度： 　　1.降低電流密度。在合適的電流密度與產速作一平衡調整。也就是說若希望快速生產下必須加長電鍍時間(電鍍槽長)，儘量少用極高電流密度。 　　2.加電鍍時間的攪拌能力，降低針孔發生率，或適時添加適量濕潤劑。 　　3.用脈衝整流器，讓鍍層結晶顆粒細緻，孔隙縮小。 　　4.間鍍層電鍍膜厚在規格範圍內(如鎳)，儘量電鍍在上限膜厚。 　　5.用有機薄膜的封孔劑(因考慮電接觸性能)，建議使用非水溶性的封孔劑，因日後阻絕水分能力較強。 　　(2)如何加強環境： 　　1.電鍍完成後，務必用純水清洗乾淨(特別是在強酸電鍍流程)，必要時可以搭配切水功能及使用超純水。 　　2.生產後儘量不要用手直接接觸鍍層。因為人的手有汗液，汗液中除水分外，還有鹽類，鉀鈣鎂，尿酸，尿素，液體脂肪，乳酸，檸檬酸等的混合液，當汗液與鍍層表面接觸時，會在金屬表面形成汗膜，對金屬起電化學腐蝕