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而采用脈沖電鍍方式(配方見表3中的配方2)，在關閉時間內，擴散層中Sn2+和Zn2+濃度可恢復為溶液本體2種離子的濃度，在“相當短”的周期內不斷循環(huán)，也就削弱了由擴散不充分帶來的異常共沉積效應，極大地改善了鍍層成分不均勻的缺陷。通過工藝分析，他們認為影響鍍層成分的因素主要為鍍液中聚乙二醇的含量和ZnSO4的含量。鍍液中聚乙二醇含量增加，鍍層鋅含量降低;ZnSO4的含量增加，鍍層鋅含量增加。而脈沖電流接通時間與關閉時間的比值并不會對鍍層成分造成影響。
張巧等[28]對檸檬酸體系錫-鋅合金電鍍工藝進行了研究，認為影響鍍層成分的因素為鍍液組成、溫度、pH值、陰極電流密度、陽極成分等。具體地，在pH=5.5～6.5范圍內，得到的鍍層質量好;降低施鍍溫度，或提高陰極電流密度，鍍層鋅含量增加。
2.4 酒石酸鹽體系
O.A.Ashiru等[16]在堿性條件制備錫-鋅合金鍍層(配方及施鍍條件見表4中的配方1)，并進行了一系列表征，研究發(fā)現影響鍍層成分的因素主要為溶液組成(主鹽及絡合劑含量)、pH值、溫度和陰極電流密度等。具體地，增加Na2SnO3含量(或降低Na2ZnO2含量)、降低pH值、提高施鍍溫度，可顯著降低鍍層鋅含量;在一定范圍內增加絡合劑C4H4O6KNa的含量，也會降低鍍層鋅含量;而陰極電流密度在0.4～0.6A/dm2范圍變化時，鍍層鋅含量隨著陰極電流密度增大而減少，當其值超過0.6A/dm2時，陰極電流密度對鍍層鋅含量無明顯影響。他們采用鹽霧試驗評估了多種鍍層的耐腐蝕性能，其中含鋅20%的錫-鋅合金鍍層耐蝕性最佳，優(yōu)于含鋅90%的鋅-鎳合金鍍層、鎘鍍層以及純鋅鍍層。此外，他們還研究了錫在電結晶過程中的生長規(guī)律，借助X射線衍射花樣，得到錫生長的擇優(yōu)取向，即錫(101)//基體，錫(101)面為密排面，因而這種位向關系可以使鍍層具有良好的耐蝕性。
E.Guaus等[29]還對酒石酸鹽體系錫-鋅合金的沉積過程進行了研究(配方及施鍍條件見表4中的配方2)。研究表明，影響沉積過程的因素主要有溶液組成(包括SnSO4和ZnSO4的含量、C4H6O6的含量)、pH值、攪拌速度。具體地，降低pH值，減少C4H6O6的含量，沉積效率提高;降低pH值，引入攪拌可增加鍍層鋅含量，同時攪拌可以防止陰極表面Zn2+的過度消耗，有利于制備厚度方向上成分均勻的鍍層。
A.S.Taguchi等[1]在E.Guaus等[23]工作的基礎上，研究了酒石酸鹽體系下錫-鋅合金電沉積的形核及長大過程。通過暫態(tài)電流分析，發(fā)現錫-鋅合金的電沉積形核類型為三維多重形核，晶核長大受擴散過程控制。結合循環(huán)伏安曲線信息，在溶液中不含酒石酸時，錫沉積(電位約為-0.7V時)為瞬時形核，當達到鋅沉積電位時，形核模式轉變?yōu)槌掷m(xù)形核，而溶液中含酒石酸時，形核模式為持續(xù)形核。
2.5 混合鹽體系
有時，采用單一配合物不一定能夠很好地抑制Sn2+的析出，需要其他輔助配合物參與絡合反應，才能達到更好的共沉積效果。
專利US4163700[30]提出了一種穩(wěn)定溶液中Sn2+的方法，在電鍍液中需要加入檸檬酸(或其鹽)，為獲得更加穩(wěn)定的配體，還需要加入至少一種飽和羥基羧酸(或其鹽)或飽和二元羧酸(或其鹽)。
專利JP2004359996[31]提出了以檸檬酸或葡萄糖酸為主要配合物，甘氨酸、谷氨酰胺或丙氨酸為輔助配合物的配方，其中葡萄糖酸與甘氨酸的組合效果最好。
V.S.Vasantha等[32]在研究中發(fā)現，錫-鋅合金鍍層中的鋅含量總是低于溶液中Zn2+的含量，共沉積過程中，鍍層中鋅含量隨著陰極電流密度升高而增加。錫在低電流密度條件下優(yōu)先析出，只有電流密度達到錫的極限擴散電流密度時，鍍層中鋅含量才會增加，這說明錫-鋅合金的沉積過程屬正則共沉積。此外，pH值、溫度、葡萄糖酸根離子濃度增加時，鍍層中錫含量明顯升高。該研究所采用配方和施鍍條件見表5中的配方1。
注：KP光亮劑為350mL/L的C9H19-C6H4-O-(CH2CH2O)15和30g/L的芐丙酮組成的混合物
St.Vitkova等[33]在研究中發(fā)現，錫-鋅合金鍍層中鋅的擇優(yōu)取向為〈1010〉和〈1120〉，在低陰極電流密度條件下，出現了不明顯的〈1011〉織構;錫的擇優(yōu)取向為〈100〉，而在低的陰極電流密度條件下，出現了截然不同的〈301〉和〈210〉織構。工藝方面，陰極電流密度的提高及KP光亮劑濃度(1～5mL范圍內)的增加，都會導致鍍層中錫含量上升。該研究所采用配方和施鍍條件見表5中的配方2。
3·結語
盡管錫-鋅合金電鍍工藝已被廣泛研究，但關于錫-鋅合金鍍層的腐蝕機理卻少有報道。此外，對于直流電鍍條件下的異常共沉積現象(即沿鍍層厚度方向成分不均勻)也未有深入的探討。明確上述問題，有助于優(yōu)化錫-鋅合金電鍍工藝和制備性能更佳的鍍層，同時也可為錫-鋅合金鍍層在不同領域的應用提供理論依據。
隨著工業(yè)環(huán)保要求的不斷提高，電鍍行業(yè)也向著更加綠色、節(jié)能的方向發(fā)展。離子液體具備蒸氣壓低、液態(tài)溫度范圍寬、電化學窗口寬等特點，被譽為“綠色溶劑”，隨著離子液體研究的發(fā)展，其應用已擴展到電鍍領域[34]。錫-鋅合金離子液體電沉積研究已有報道[35]，由于離子液體成本較高，操作環(huán)境要求嚴格，目前僅限于實驗室研究范疇。然而，隨著相關技術的不斷進步，離子液體的優(yōu)勢將逐步凸顯，新型離子液體電鍍必將成為電鍍工藝的發(fā)展趨勢。
參考文獻：略
