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[摘 要] 研究了鍍液中鈰鹽含量不同時(shí)對(duì)電鍍錫參數(shù)及性能的影響。測(cè)定了鍍液的均鍍能力和鍍層抗介質(zhì)腐蝕的能力，探討了鈰鹽的加入對(duì)鍍層電導(dǎo)率的影響，實(shí)驗(yàn)證明，一定量鈰鹽的加入可擴(kuò)大陰極電流密度范圍，增強(qiáng)鍍液的均鍍能力，加寬鍍層的光亮范圍，提高鍍層的耐蝕性和鍍層的電導(dǎo)率，結(jié)果表明，鈰鹽的最佳添加量為15g/L。
[關(guān)鍵詞] 電鍍錫;鈰鹽;電流密度范圍;光亮度;耐蝕性
0 引 言
稀土由于其獨(dú)特的物理化學(xué)性能而被廣泛應(yīng)用于科研生產(chǎn)的各個(gè)部門，稀土作為電鍍添加劑亦有較多的研究與應(yīng)用;鈰的加入可提高光亮鍍鋅層的耐蝕能力35%;將稀土陽(yáng)離子添加到鉻酸電解液中，可以在較低的CrO3濃度、較低的溫度下獲得高光亮度的鉻鍍層;鈰在金屬鍍層中可增加鍍層的耐高溫、抗氧化的能力，還可以消除錫鍍層產(chǎn)生“錫瘟”的弊病，改善鍍層的可焊性;資料顯示在鍍錫液中加入可溶性鈰鹽，可改善鍍層的光亮性和電導(dǎo)率，可以代替鍍銀并可保持錫鍍層長(zhǎng)時(shí)間不變色;文中對(duì)正在應(yīng)用的鍍錫液進(jìn)行研究，探討了鈰鹽的添加對(duì)電鍍錫參數(shù)和性能的影響。
l 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 實(shí)驗(yàn)配方與工藝流程
實(shí)驗(yàn)采用下述配方：80g/LSnSO4、50g/L H2SO4、2g/L明膠、添加劑適量。以此為基礎(chǔ)鍍液，施鍍溫度20～30℃、通過(guò)霍爾槽的電流強(qiáng)度1～4A，硫酸鈰分別以0g/L、5g/L、10g/L、15g/L、20g/L的不同量添加到基礎(chǔ)鍍液中。
制備試樣的工藝流程為：除油→水洗→除銹→水洗→活化→水洗→電鍍→水洗→擦干→保存→性能測(cè)試。
1.2 測(cè)試儀器與測(cè)試方法
利用267ml霍爾槽實(shí)驗(yàn)測(cè)得電流密度和光亮度范圍;通過(guò)HDV7C恒電位儀測(cè)繪極化曲線，利用陽(yáng)極極化曲線計(jì)算得到腐蝕電流密度值，利用陰極極化曲線計(jì)算出極化度;以QJ44型開(kāi)爾文電橋測(cè)定得到電導(dǎo)率。
2 結(jié)果與討論
2.1 電流密度和光亮度
在通過(guò)霍爾槽的電流強(qiáng)度不同的條件下，分別加入0g/L,5g/L、10g/L、15g/L、20g/L的硫酸鈰，以最近陽(yáng)極點(diǎn)一邊認(rèn)為鍍層開(kāi)始滿意的點(diǎn)到鍍層開(kāi)始轉(zhuǎn)壞的點(diǎn)之間的距離，作為光亮區(qū)范，圍。適用電流密度范圍根據(jù)下述公式計(jì)算：
DK=1.0680×I(5.1019-5.2401g/L)
Dk：電流密度;I：通過(guò)霍爾槽的電流強(qiáng)度;乙：最近陽(yáng)極點(diǎn)一邊認(rèn)為鍍層開(kāi)始滿意的點(diǎn)的距離和最近陽(yáng)極點(diǎn)一邊認(rèn)為鍍層開(kāi)始轉(zhuǎn)壞的點(diǎn)的距離，其值在0.635-8.255cm有效。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著鈰含量的增加，光亮區(qū)范圍不斷增加，增加范圍由1～2cm不等;電流密度范圍亦有顯著拓寬，結(jié)合光亮度范圍考慮，加入鈰鹽后的電流密度可選定在1.5～5.0A/dm2之間。
2.2 鍍層抗硫化腐蝕能力
表1和表2分別列出在添加不同量鈰鹽的情況下所獲鍍層在5‰SO2和1‰H2S氣氛中的抗腐蝕能力。
從表中不難看出在5‰SO2氣氛中，隨鈰鹽含量的增加，抗腐蝕性逐漸增強(qiáng)，在20g/L與15g/L時(shí)基本相同。所不同的是在1‰H2S氛圍內(nèi)，試片的抗腐蝕性隨鈰鹽含量由0～15g/L的增加而增加，但當(dāng)鈰鹽含量為20g/L時(shí)，鍍層的耐蝕性急劇下降;利用所測(cè)鍍層的陽(yáng)極極化曲線和鍍液的陰極極化曲線計(jì)算出腐蝕電流密度和平均極化度，見(jiàn)表30從表中可以看到，鍍層在0.5mol/L H2SO4溶液中的抗腐蝕能力的規(guī)律與上述情況相同，其腐蝕電流密度逐漸下降，而當(dāng)鈰鹽含量為20g/L時(shí)，腐蝕電流密度高達(dá)36.80mA/cm2。分析表3中的平均極化度的數(shù)值，筆者認(rèn)為隨著鈰含量的增加，鍍液的電導(dǎo)率逐漸提高，改善了電流在陰極上的分布，使之電流在陰極上分布較均勻，電流的分散能力越好，所獲鍍層的均勻度和光亮度也就會(huì)隨之變好。而鈰鹽的添加量為20g/L時(shí)，從平均極化度數(shù)值上看，其鍍液的均鍍能力明顯下降，這正是導(dǎo)致其所獲鍍層耐蝕能力下降的原因之一。同時(shí)筆者注意到，在基礎(chǔ)鍍液中添加鈰鹽到20g/L時(shí)就已達(dá)到在鍍液中溶解的極限值，稍有過(guò)量鍍液即會(huì)有渾濁現(xiàn)象發(fā)生，在添加量少于20g/L時(shí)，所配鍍液穩(wěn)定放置時(shí)間較基礎(chǔ)鍍液延長(zhǎng)10～15天，并且也是隨著鈰鹽含量的增加而增加，在15g/L時(shí)鍍液穩(wěn)定放置時(shí)間最長(zhǎng)，20g/L時(shí)，幾個(gè)鍍液樣品的穩(wěn)定放置時(shí)間不一，只有一個(gè)樣品超過(guò)基礎(chǔ)鍍液的穩(wěn)定放置時(shí)間。說(shuō)明添加20g/L鈰鹽的鍍液是極不穩(wěn)定的，溫度的變化、鍍液其它條件的變化都會(huì)使鈰鹽在鍍液中的溶解度發(fā)生變化而有少量鈰鹽析出，造成鍍液不穩(wěn)定，使獲得的鍍層質(zhì)量欠佳，性能不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致鍍層耐蝕性下降。
2.3鍍層的電導(dǎo)率
錫鍍層在低溫情況下易發(fā)生“錫瘟”，從而導(dǎo)致錫鍍層包括導(dǎo)電性在內(nèi)的許多性能急劇下降;鈰鹽的加入能否改善這種現(xiàn)狀，筆者考察了加入鈰鹽后所獲鍍層在30℃、-30℃、-40℃的電導(dǎo)率的變化，結(jié)果如表4所示。可見(jiàn)，在鈰鹽加入量由0g/L增加到15g/L時(shí)，鍍層的電導(dǎo)率無(wú)論在哪個(gè)溫度下都是逐漸增加的;隨溫度由高到低，無(wú)論鈰鹽加入量是多少，電導(dǎo)率都是下降的，只是下降的幅度有所不同。在白錫到灰錫的相變點(diǎn)附近以下10℃的區(qū)域內(nèi)，下降的幅度遠(yuǎn)大于由30℃到相變點(diǎn)附近60℃的區(qū)域內(nèi)所下降的幅度;但當(dāng)鈰鹽加入后，無(wú)論在30℃、-30℃還是-40℃時(shí)，錫鍍層電導(dǎo)率都不同程度地得到改善。可能依然是鍍層質(zhì)量的問(wèn)題，導(dǎo)致鈰鹽加入量在20g/L時(shí)，鍍層的電導(dǎo)率發(fā)生異常。
3 結(jié)論
適量加入可溶性鈰鹽，可提高電鍍錫鍍液的穩(wěn)定性;使電流密度范圍拓寬，最佳電流密度范圍為重1.5～5.0A/dm2，加寬光亮度范圍1～2cm;改善陰極電流的分散性和鍍液的均鍍能力;提高鍍層在5‰SO2、1‰H2S氣氛中和0.5mol/LH2SO4介質(zhì)中的抗腐蝕能力;提高鍍層的電導(dǎo)率，特別是提高低溫下的電導(dǎo)率;綜合各方面的因素，鈰鹽的最佳加入量應(yīng)為15g/L。
