電鍍錫板的電沉積成核機理及防護技術.pdf

1、電鍍錫板廣泛應用于各種形態(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企業(yè)特別關心的問題。電沉積成核與生長機理對鍍層的結構、相組成具有十分重大的影響，進一步影響鍍層的耐蝕性能及其使用條件。采用電化學手段和技術(計時安培法、循環(huán)伏安法、電化學阻抗譜，電化學噪聲等）開展錫電沉積過程的成核/生長機制方面的研究，對于探索和深入理解金屬電沉積的電化學理論，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際指導意義。同時，鍍層的軟熔和鈍化是提高鍍錫板耐蝕性能的兩個重要方法，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理，采用電化學方法分別建立了相關的機理模型;第二部分研究了鍍錫板的兩種防護技術:軟熔及鈍化，并以鍍層的耐蝕性能為指標優(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制。以鍍錫板的耐

3、蝕性能為指標，主要通過電化學阻抗譜評價不同工藝（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理，且主要受擴散控制。采用電勢階躍的方法研究了不同過電位下瞬時成核與連續(xù)成核類型，成核與生長速率常數(shù)等。結果表明，鍍錫板電沉積隨著過電位的增大，成核與生長機制由連續(xù)成核轉變?yōu)樗矔r成核。考慮到沉積過程伴隨著析氫反應，基

4、于成核與析氫過程總電流建立了新的電流-時間曲線模型，并以此計算出鍍錫板真實的成核與生長速率常數(shù)。階躍結果表明，較低恒電位沉積時，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電流，以及錫核表面的析氫反應電流三部分組成;較高恒電位沉積時，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電流組成。
　　同時采用電化學阻抗研究了鍍錫板電沉積機理。結果表明，鍍錫板電沉積過程的電荷轉移電阻與沉積過電位間存在著指數(shù)衰減的關系。進

5、一步采用電化學電位噪聲的方法探討了電位噪聲特征與鍍層結構間的對應關系。當鍍錫板結晶顆粒較大或有枝晶時，電位噪聲波動幅動較大且電位出現(xiàn)正移，而當鍍錫板表面平整致密時，電位噪聲波動幅動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。利用電化學測試和表面分析手段研究了軟熔處理溫度和時間對鍍錫鋼板中合金層及其在3.

6、5％NaCl溶液中腐蝕電化學行為的影響。結果顯示，軟熔處理溫度和時間增加，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)過一段時間后，電偶對的極性反轉。而且，軟熔處理溫度和時間增加，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，采用極化曲線和電化學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。結果表明，鈍