電鍍錫板的電沉積成核機(jī)理及防護(hù)技術(shù).pdf

1、電鍍錫板廣泛應(yīng)用于各種形態(tài)物品如化工、油漆、噴霧劑、食品、飲料的包裝和各種器皿的制造。一直以來，錫板的電沉積和耐蝕性能一直是生產(chǎn)企業(yè)特別關(guān)心的問題。電沉積成核與生長機(jī)理對鍍層的結(jié)構(gòu)、相組成具有十分重大的影響，進(jìn)一步影響鍍層的耐蝕性能及其使用條件。采用電化學(xué)手段和技術(shù)(計(jì)時(shí)安培法、循環(huán)伏安法、電化學(xué)阻抗譜，電化學(xué)噪聲等）開展錫電沉積過程的成核/生長機(jī)制方面的研究，對于探索和深入理解金屬電沉積的電化學(xué)理論，開發(fā)新型電鍍添加劑，提高電鍍錫板的

2、耐蝕能力等，具有極其重要的理論和實(shí)際指導(dǎo)意義。同時(shí)，鍍層的軟熔和鈍化是提高鍍錫板耐蝕性能的兩個(gè)重要方法，研究其工藝參數(shù)并加以優(yōu)化，有助于得到耐蝕性能更優(yōu)的鍍錫板。
　　本論文主要分為兩部分，第一部分研究了鍍錫板電沉積成核與生長機(jī)理，采用電化學(xué)方法分別建立了相關(guān)的機(jī)理模型;第二部分研究了鍍錫板的兩種防護(hù)技術(shù):軟熔及鈍化，并以鍍層的耐蝕性能為指標(biāo)優(yōu)化出最佳的工藝參數(shù)。
　　論文首先研究了鍍錫板的電沉積成核與生長機(jī)制。以鍍錫板的耐

3、蝕性能為指標(biāo)，主要通過電化學(xué)阻抗譜評價(jià)不同工藝（主鹽濃度、鍍液pH值、溫度、電流密度等）得到的鍍錫板的耐蝕性能，從而優(yōu)化得到最佳電沉積工藝。
　　通過循環(huán)伏安方法判斷出在此電沉積條件下，錫的電沉積行為為三維成核與生長機(jī)理，且主要受擴(kuò)散控制。采用電勢階躍的方法研究了不同過電位下瞬時(shí)成核與連續(xù)成核類型，成核與生長速率常數(shù)等。結(jié)果表明，鍍錫板電沉積隨著過電位的增大，成核與生長機(jī)制由連續(xù)成核轉(zhuǎn)變?yōu)樗矔r(shí)成核?？紤]到沉積過程伴隨著析氫反應(yīng)，基

4、于成核與析氫過程總電流建立了新的電流-時(shí)間曲線模型，并以此計(jì)算出鍍錫板真實(shí)的成核與生長速率常數(shù)。階躍結(jié)果表明，較低恒電位沉積時(shí)，沉積總電流主要由錫的成核與生長電流和基底表面的析氫反應(yīng)電流，以及錫核表面的析氫反應(yīng)電流三部分組成;較高恒電位沉積時(shí)，沉積總電流主要由錫的成核與生長電流和錫核表面的析氫反應(yīng)電流組成。
　　同時(shí)采用電化學(xué)阻抗研究了鍍錫板電沉積機(jī)理。結(jié)果表明，鍍錫板電沉積過程的電荷轉(zhuǎn)移電阻與沉積過電位間存在著指數(shù)衰減的關(guān)系。進(jìn)

5、一步采用電化學(xué)電位噪聲的方法探討了電位噪聲特征與鍍層結(jié)構(gòu)間的對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)鍍錫板結(jié)晶顆粒較大或有枝晶時(shí)，電位噪聲波動(dòng)幅動(dòng)較大且電位出現(xiàn)正移，而當(dāng)鍍錫板表面平整致密時(shí)，電位噪聲波動(dòng)幅動(dòng)較小且電位正移值很小。相對能量分布譜得到的沉積過程中的生長能量與X射線衍射測得的鍍錫板的晶粒尺寸具有隨恒電流變化相同的變化趨勢。
　　其次，論文研究了鍍錫板的軟熔工藝與性能。利用電化學(xué)測試和表面分析手段研究了軟熔處理溫度和時(shí)間對鍍錫鋼板中合金層及其在3.

6、5％NaCl溶液中腐蝕電化學(xué)行為的影響。結(jié)果顯示，軟熔處理溫度和時(shí)間增加，鍍錫鋼板的合金層數(shù)量增多，且腐蝕電位正移，對應(yīng)腐蝕速率下降。與錫偶接后，脫錫處理后的鍍錫鋼板初始階段作為陰極而錫作為陽極。然而經(jīng)過一段時(shí)間后，電偶對的極性反轉(zhuǎn)。而且，軟熔處理溫度和時(shí)間增加，電偶電流下降。
　　最后，論文探討了鍍錫板的鈍化工藝與性能。以鍍錫板的耐蝕性能為指標(biāo)，采用極化曲線和電化學(xué)阻抗譜的方法研究了不同工藝下的鈍化鍍錫板的耐蝕性能。結(jié)果表明，鈍