第九章 镀 锡
9.1锡的性质
(1)原子量:118.69.
(2)原子序:50.
(3)电子组态:1S22S22P63S23P63D104S24P64D105S25P2. 白锡为立方体(simple cubic)
(4)熔点:231.9℃ 灰锡为 BCT (body-centered tetragonal)
(5)沸点:2270℃
(6)密度:5.77(灰锡aSn) 7.29(白锡bSn)
(7)变相点:13.2℃
(8)电阻:11.5
(9)导电度:15% IACS 0.79V
(10)强度:14 Mpa
(11)硬度:Brinell 硬度 10kg , 20℃
(12)结晶构造
(13)标准电位
Sn4+ ＋ 2e¯ －＞ Sn2+ +0.15 V
Sn(OH)=6 ＋ 2e¯ －＞Sn(OH)4 ＋2OH¯ ＋0.9 V
Sn(OH)=4 ＋ 2e¯ －＞Sn ＋ 4OH¯ －
锡是一种热及电的良导体 , 易延展柔软的金属 , 锡有原子价2或4 , 属于两性元素金属 , 作为电镀用的锡化合物主要有SnO2 . xH2O , SnCl2或SnCl2 .2H2O,SnSO4 , Sn(BF4)2,K2(OH)6及N2Sn(OH)6.
9.2 镀锡的用途
(1)制造锡罐:因锡镀层无毒性,大量用在与食品及饮料接触之对象,中最大用途就是制造锡罐,其它如厨房用具,食物刀叉,烤箱等.
(2)电器及电子工业:因锡容易焊接,导电性良好,广泛应用在电器及电子需要焊接的零件上.
(3)铜线上:改善铜线的焊接性及铜线与绝缘皮之间壁障作用.
(4)活性:因锡柔软,可防止刮伤,作为一种固体润滑剂.
(5)防止钢氮化.
9.3 锡镀浴的种类
(1)酸性锡镀浴
优点:
【1】锡是由二价还原,用电量省. 【4】使用适当添加剂可得光泽镀层.
【2】镀浴导电性高,浴电压低,电流效率高. 【5】对底材损害性较少.
【3】操作欲温接近室温,免加热设备.
缺点:
【1】操作及镀浴管理需很小心才能得到良好镀层. 【4】有腐蚀性,镀槽须橡皮做里称
【2】需用添加剂,否则易生成树枝或结节状镀层. 【5】二价锡可能氧化成四价锡,变成钝态.
【3】不能使用不溶性阳极.
(2)碱性锡镀浴
优点:
【1】均一性良好. 【5】操作范围广.
【2】可容忍较多的不纯物. 【6】配方简单.
【3】不用添加剂可得到光泽. 【7】前处里要求不高.
【4】可用不溶解阳极.
缺点:
【1】阴极效率低,镀层薄. 【5】操作浴压较高.
【2】电化当量小只有酸性浴的一半,耗电量大. 【6】需使用可溶性阳极.
【3】需使用在熔融技术得到光泽镀层. 【7】操作可溶性阳极镀浴要很小心,否则容易得到不良镀层.
【4】操作温度高,需加热设备.
(3)连续高速锡镀浴:专用于连续电镀零件.
9.4 碱性浴的组成及其作用
碱性浴分为钾浴及钠浴,钾浴的主要成份世锡酸钾及苛性钾,其优点为操作范围广,溶解度大,使用电流密度高,效率高,导电镀大,氧化锡泥状物少生成,其缺点是较钠浴贵.钠浴的主要成份为锡酸及苛性钠.各种成份的作用如下:
(1)锡酸钠或锡酸钾为主盐,提供锡离子的来源.
(2)苛性钠或苛性钾为导电盐,促进阳极溶解,防止sno2的形成.
(3)醋酸盐为缓冲剂,用来控制游离OH-.
(4)过氧化氢,氧化Sn++,以防止不良镀层.
(5)界面活性剂,防止针孔发生.
9.5碱性锡镀浴之管理注意要点
(1)阳极必须经常保持黄绿色皮膜,防止二价锡的形成,否则会产生粗造,附着性的黑色镀层.
(2)阳极电流密度过小,阳极成银亮色,无气体产生,镀层粗造.
(3)阳极电流密度适当,阳极成黄绿色.少量气体产生,镀层优良.
(4)阳极电流密镀过大,阳极呈褐色或黑色,大量气体产生,镀层良好,但浴中金属含量会减少.
(5)阳极黑褐色皮膜可用盐酸去除.
(6)游离碱含量过多,操作会有困难.
(7)若有二价锡过多,可用过氧化氢氧化二价锡或四价锡,以防止镀层不良.
(8)阴极电流密渡过高,电流效率降低使电镀速率减小.
(9)滚筒必须使用耐 89~90℃的材料,否则采用酸性镀浴.
(10)温度过高,游离碱过多,需使用较高电流密度,否则阳极不易形成黄绿色.
9.6 碱性锡镀浴之配方
(1)钠浴配方
锡酸钠 90 g/l
氢氧化钠 7.5 g/l
醋酸钠 0~15 g/l
过氧化氢 依需量 g/l
浴温 60~80 g/l
浴压 4~8 Volt
分析锡含量 37.5 g/l
PH 0.2
电流密度 3~11 A/dm2
电流效率 100%
面积比 2:1
阳极 锡
浴电压 6 Volt
(2)硫酸浴
SnSo4 54~69 g/l
硫酸 100~75 g/l
甲酚磺酸 C7H6OH.HSO3 100~120 g/l
B-柰酚 1~1.25 g/l
凝胶 2~2.5 g/l
浴温 25℃
电流密度 27~32 A/dm2
电流效率 100﹪
面积比 1:1
阳极 锡
浴压 6~12 Volt
9.8 高速锡镀浴
氯化锡 SnCl2 63 g/l
氟化钠 NaF 25 g/l
二氟氢钾 KHF2 50 g/l
氯化钠 NaCl 45 g/l
电流密度 45 A/dm2
PH 2.7
end 58202204
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