摘要:電鍍錫材料以熔點(diǎn)低、無(wú)毐以及良好的耐腐蝕性和延展性等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用與包裝、電子、五金等行業(yè)，從錫電鍍?cè)黹_始，概述錫的應(yīng)用與分類。
關(guān)鍵詞：電鍍錫;優(yōu)點(diǎn);原理;應(yīng)用;分類
0前言
錫是一種銀白色的金屬，原子量為118.7，密度為7.38g/cm3，熔點(diǎn)為232°C，二價(jià)錫的電化當(dāng)量為2.12g/A·h，四價(jià)錫的電化當(dāng)量為1.107g/A·h。錫在常溫下對(duì)許多氣體和弱酸或弱堿的耐腐蝕能力較強(qiáng)。 在高溫下(溫度高于150°C時(shí))，錫能與空氣作用生成Sn0和Sn02，錫迅速氧化揮發(fā)。錫與稀的尤機(jī)酸作用緩慢，而與許多有機(jī)酸不起作用，加之其 具有熔點(diǎn)低、能與許多金屬形成合金、無(wú)毒、耐腐蝕、延展性良好以及外 觀漂亮等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于馬口鐵、合金制造、印刷電路板、五金等行業(yè)。
1電鍍?cè)?/span>
電鍍是指通過電化學(xué)方法在固體表面沉積一薄層金屬或合金過程。在 進(jìn)行電鍍時(shí)，將被鍍件與直流電源的負(fù)極相連，欲鍍覆的金屬板與正極相 連，當(dāng)直流電通過兩電極及兩極間含金屬離子的電解液時(shí)，電鍍液中的 陰、陽(yáng)離子由于受到電場(chǎng)作用，發(fā)生有規(guī)則的移動(dòng)，陰離了移向陽(yáng)極，陽(yáng) 離廣移向陰極，這種現(xiàn)象叫“電遷移”。此時(shí)，陽(yáng)極極板氧化成金屬離 廣，并以濃差擴(kuò)散的方式遷移至陰極，在陰極還原沉積成鍍層。
一般認(rèn)為電鍍錫過程分為4個(gè)步驟： ①含錫離子(酸性電鍍時(shí)為錫陽(yáng)離子、 堿性電鍍時(shí)為錫酸根陰離子〉在電場(chǎng)力和 濃差極化的作用力下，向電極表面擴(kuò)散; ②含錫離子脫去表面的配離子，在電場(chǎng) 力的作用下㈦電極表面的雙電層內(nèi)進(jìn)行遷移：③含錫離子在電極表面接 受電子，形成吸附原子;④吸附原子向晶格內(nèi)嵌入(形成鍍層)。在這 四個(gè)的反應(yīng)過程中，最慢步驟的速度為總反應(yīng)的控制速度，即電鍍過程中 的沉積速度。含錫離子在經(jīng)歷①~③階段放電后，在電極表面形成吸附原這些吸附原子通過衷面擴(kuò)散到達(dá)晶體生長(zhǎng)線上，再沿生長(zhǎng)線到生長(zhǎng)點(diǎn) 匕冏定并進(jìn)入晶格。
2錫電镲的主要應(yīng)用
根據(jù)電鍍錫材料的特性，錫電鍍主要應(yīng)用于包裝行業(yè)、電子行業(yè)、制 造合金、以及五金電器等。包裝行業(yè)應(yīng)用最多的為馬口鐵，馬口鐵是兩面 都鍍上一層很薄(0.0025~0.0003毫米)的錫的薄鋼板或鋼帶。馬口鐵所用的鋼材主要為低碳軟鋼，厚度為0.15~0.49毫米。因前電鍍法生產(chǎn)的約 占98%以上。馬口鐵其優(yōu)良的可焊性，在電子行業(yè)有著較為廣泛的應(yīng)用， 目前常見的有電腦、手機(jī)以及各種家電等;以其良好的可加工性、無(wú)毒以 及美觀性，在包裝和五金電器行業(yè)也有較好的應(yīng)用，在包裝行業(yè)中，主要 使用的是食品和飲料的包裝，其錫用量占世界錫消費(fèi)量的30%左右;以其 易于形成合金的特性，在制造合金中也有著廣闊的用途，制造合金主要產(chǎn) 品有錫鉛焊料、錫青銅、軸承合金和其他合金，錫鉛焊料以其良好的焊性，在日益發(fā)展壯大的電子工業(yè)中的應(yīng)用前景十分被看好，錫青銅則足 種古老的產(chǎn)品，在青銅時(shí)代就開始用于制造工具、武器和工藝品，3前錫 消費(fèi)量6%的錫用于配制錫青銅。以其表面滯留潤(rùn)滑油膜的性質(zhì)和良好的 耐腐性能的特性，成為制造軸承的理想材料，含錫的軸承合金主要釘、鋁 錫合金、巴氏合金和錫青銅。
3錫鍍展特性、鍍鴒的分類
3.1錫鍍層特性
錫鍍層之所以能廣泛的應(yīng)用于馬口鐵、印刷板、五金等行業(yè)，是由其 以下特性決定的：
1、穩(wěn)定性高。錫表面有一層致密的氧化物薄膜，故在常溫下的耐腐 性較好，能在普通和受工業(yè)污染的腐蝕性環(huán)境中仍能保持良好的外觀;
2、錫的標(biāo)準(zhǔn)電位比鐵正，且無(wú)毒，故常用作食品和飲料容器的保護(hù)層;
3、錫導(dǎo)電性和可焊性好。在強(qiáng)電部門以其良好的導(dǎo)電性可以錫代替 銀作導(dǎo)電鍍層，從而達(dá)到降低成本的作用;在弱電部門以其良好的可焊性 在電子元件器件的引線、印刷電路板也用鍍錫;銅導(dǎo)線上鍍錫除提供可焊 性外，還以其良好的穩(wěn)定性，在絕緣材料中有著隔離硫的作用;其良好的 展性，在軸承金屬鍍錫可起密合和減磨的作用;在汽車活塞環(huán)鍍錫和氣“ 壁鍍錫可防止滯死和拉傷;
4〕鍍錫后在232°C以上的熱油中重熔處理，可獲得光澤的花紋錫以，可用作裝飾鍍層。
但是，錫從-13°C起結(jié)晶開始變異，到-30°C足完全轉(zhuǎn)變?yōu)?種非品形 的同素異構(gòu)體錫或灰錫)，俗稱“錫瘟”，存資料報(bào)道，某國(guó)在南極 考察時(shí)，所使用的錫包裝盒全部發(fā)生“錫瘟”，給當(dāng)時(shí)考察隊(duì)帶來了 -定 不便，但是在正常溫度下，“錫瘟”發(fā)生的兒率是比較低的，仵特殊條竹 下，如低溫很低的情況，也可使錫與少景的銻或鉍共沉積，即可何效抑制 這種變異。同時(shí)，錫同鋅、鎘鍍層樣，在高溫、潮濕和密閉條件下能松 成“晶須”，其生長(zhǎng)機(jī)理因前并不是很清楚，一般解釋為：①鍍層存在內(nèi)應(yīng)力所致;②鍍層與基體應(yīng)力所致;③鍍層雜質(zhì)元素所致等。由于“晶須”的存在，小型化的電子元件存在短路的危險(xiǎn)，工業(yè)應(yīng)用常通過兒 沉積鉛錫合金來抑制“晶須”的生咬，但是隨著國(guó)家對(duì)鉛的使用限制日益 嚴(yán)格，純錫鍍層、錫鉍合金鍍層以及錫銀合金鍍層等可焊性替代錫鉛鍍^ 的研究也日益增加。
3.2鍍錫的分類
以使用主鹽區(qū)分。以電鍍所使用的主鹽不同，可將錫電鍍分為 堿性鍍錫和酸性鍍錫。酸性鍍錫的主鹽奮：硫酸鹽鍍錫、氟硅酸、高氣 酸、氟硼酸、氯化物、甲基磺酸鹽、氨基磺酸鹽等，而堿性鍍錫的主鹽中 要為錫酸鉀和錫酸鈉兩種。
