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1、 纽 主 五钥 酸 盐 在 表 面 处 理 工 业 中 的 应 用吴 水 清中 国 科 学 院 高 能 物 理 研 究 所 邮 码“ “ 云 一 东 ”摘 要列 出 个 配 方 说 明 相 酸 盐 在 磷 化 、 金 属 缓 蚀 、 化 学 镀 镍 、 电 镀 金 、 电 镀 锌 和 镀 锌 化 化 中的 应 用 。关 键 词 金 属 表 面 保 护 相 酸 盐皿 , , ,关 于 钥 酸 盐 的 性 质 , 戴 安 邦 等 人 于 本 世纪 年 代 在 所 著 无 机 化 学 教 程 一 书 中 已有 论 述 。 美 国 麦 格 劳 希 尔 图 书 公 司 也 于年 初 版 发 行 的 科
2、学 技 术 百 科 全 书 无 机 化 学 中 对 钥 酸 盐 作 过 介 绍 。 一 般 认为 , 相 酸 盐 是 一 种 含 有 六 价 氧 化 态 的 化 合物 , 由 钥 酸 衍 生 出 来 。 正 铂 酸 盐 含 一大 部 分 属 于 不 溶 性 盐 , 但 能 溶 于 强 酸 , 形 成缩 合 离 子 或 同 多 钥 酸 盐 , 如 。 。 , 其 结 构 十 分 复 杂 。 尽 管 罗 森 海姆 , 对 于 杂 多 酸 结 构 很 早提 出 过 假 说 , 后 来 开 金 讯 根 据射 线 分 析 提 出 十 二 个 八 面 体 如 十 二 钥 磷酸 结 构 , 但 真 正 能
3、说 清 问 题 实 质 的 , 当 推周 公 度 所 撰 著 的 无 机 结 构 化 学 。本 文 涉 及 到 表 面 处 理 工 业 特 别 是 电 镀 工业 中 应 用 的 钥 酸 盐 , 其 性 质 与 硫 酸 盐 、 铬 酸盐 和 钨 酸 盐 的 性 质 相 类 似 , 只 有 它 的 钱 、 一 眺 钾 、 钦 、 铿 、 镁 、 披 和 铭 的 盐 类 是 可 溶的 。 了 解 这 一 点 , 也 许 对 它 在 这 一 工 业 中 的作 用 有 所 补 益 。在 磷 化 、 钝 化 工 艺 中 的 应 用有 关 磷 化 工 艺 , 在 常 见 的 电 镀 书 籍 中 均可 找 到
4、 。 其 中 黑 色 金 属 磷 化 工 艺 在 经 过 几 十年 的 坎 坷 历 程 后 , 已 由 高 温 锰 系 磷 化 转 向 中温 锌 或 锌 钙 系 磷 化 。 但 介 绍 含 有 钥 酸 盐 的 磷化 液 却 比 较 少 。 有 一 种 四 合 一 即 去 油 、 酸洗 、 磷 化 与 钝 化 溶 液 中 选 用 了 钥 酸 盐 , 其作 用 有 三 加 速 剂 , 促 使 磷 酸 及 磷 酸 盐 与金 属 表 面 形 成 磷 化 反 应 的 主 体 , 以 实 现 在 常温 下 形 成 磷 化 膜 的 目 的 , 钝 化 剂 , 可 以 与“ 形 成 络 合 物 , 抑 制 铁
5、 盐 增 加 而 导 致 厚磷 化 膜 的 形 成 , 净 化 剂 , 具 有 减 少 磷 化 沉渣 的 功 能 , 又 能 提 高 铁 系 磷 化 膜 耐 蚀 性 , 从而 使 四 合 一 工 艺 收 到 较 好 的 效 果 ,配 方。 。 魂 年 。 月磷 化 母 液铝 酸 钱 总 酸 度 点游 离 酸 点温 度时 间电 椒 与 徐 饰 第 卷 第 期 , 弱。阳 极 材 料 不 锈 钢 板在 化 学 镀 工 艺 中 的 应 用在 金 属 缓 蚀 工 艺 中 的 应 用在 金 属 制 品 表 面 除 锈 工 艺 中 , 一 般 采 用机 械 法 、 化 学 法 和 电 化 学 法 , 而
6、化 学 法 中 的酸 浸 蚀 往 往 会 令 基 体 金 属 有 所 溶 解 。 为 了 确保 金 属 制 品 的 几 何 尺 寸 , 减 少 渗 氢 , 防 止 氢脆 , 要 在 浸 蚀 液 中 添 加 缓 蚀 剂 。 其 功 能 在 于选 择 地 吸 附 在 裸 露 的 基 体 金 属 上 , 不 被 金 属氧 化 物 吸 附 。 由 于 缓 蚀 剂 的 存 在 , 提 高 金 属表 面 析 氢 的 超 电 压 , 减 缓 了 酸 对 金 属 的 腐 蚀和 氢 脆 。 一 种 含 有 钥 酸 盐 的 缓 蚀 剂 , 就 是 通过 从 包 覆 薄 膜 表 面 连 续 蒸 发 或 升 华 而
7、对 铁 、钢 、 铜 及 其 合 金 起 保 护 作 用 的 。 据 介 绍 , 这种 气 相 缓 蚀 剂 是 由 无 水 钥 酸 盐 或 或 “ 为 的 脂 肪 族 烷 基 和 苯 并 三 氮哩 组 成 。 将 此 粉 状 复 合 物 与 聚 烯 烃 物 质 掺合 、 挤 压 成 薄 膜 , 用 聚 乙 烯 的 对 苯 二 酸 盐 等其 他 金 属 化 薄 膜 包 覆 , 可 以 达 到 金 属 防 腐 蚀的 作 用 。铂 酸 盐 在 防 止 镀 层 变 色 方 面 也 获 得 应用 , 如 银 层 变 色 防 护 就 是 一 例 。 作 为 电 解 钝化 法 的 镀 氢 氧 化 镀 方 法
8、 , 是 利 用 电 泳 作 用 使银 层 表 面 镀 上 一 层 带 浅 彩 虹 色 的 氢 氧 化 被 薄膜 , 可 提 高 银 层 抗 硫 性 能 , 但 皱 盐 有 毒 , 镀层 焊 接 性 能 差 , 还 应 注 意 。配 方硫 酸 被 。钥 酸 按 。温 度 室 温。 。时 间在 化 学 镀 工 艺 中 , 添 加 铂 酸 盐 , 可 以 明显 地 影 响 化 学 沉 积 过 程 。 多 数 人 认 为 在 化 学镀 镍 液 中 添 加 “ 一 阴 离 子 的 作 用 机 理 是吸 附 理 论 。 它 能 改 变 双 电 层 结 构 , 增 加 吸 附程 度 , 影 响 氧 化 还
9、 原 反 应 动 力 学 。 还 可 能 与强 还 原 剂 作 用 被 还 原 , 在 镍 层 中 出 现 铂 的 沉积 。 曾 于 年 有 过 这 方面 论 述 。 通 常 在 次 亚 磷 酸 盐 为 还 原 剂 的 化 学镀 镍 溶 液 中 , 使 用 过 铝 酸 盐 这 样 含 氧 阴 离 子作 稳 定 剂 , 能 提 高 沉 积 速 度 , 并 使 镀 层 光亮 。 加 入 铝 酸 盐 , 既 没 有 象 加 入 硫 脉 那 样 使镀 层 抗 蚀 性 与 耐 磨 性 降 低 , 也 没 有 象 添 加 重金 属 离 子 如 铅 、 秘 、 锡 戊 镐 那 样 因 不 慎过 量 会 导
10、致 镀 层 厚 度 不 均 匀 和 孔 隙 率 增 大 。酉 己 方硫 酸 镍钥 酸 按酒 石 酸腆。温 度沉 积 速 度 协在 镀 锌 工 艺 中 的 应 用最 早 应 用 钥 酸 盐 的 是 一 种 光 亮 氰 化 物 镀锌 溶 液 。 它 常 与 洋 茉 莉 醛 组 合 使 用 。 其 功 能 在于 提 高 锌 镀 层 的 光 亮 度 。 使 用 时 需 控 制 用量 , 过 多 虽 镀 层 亮 但 发 脆 。 洋 茉 莉 醛 不 溶 于水 , 应 先 用 酒 精 在 左 右 温 度 下 溶 解 , 在不 断 搅 拌 的 条 件 下 倒 入 预 先 准 备 的 倍 重 量于 洋 茉 莉
11、醛 的 饱 和 重 亚 硫 酸 钠 溶 液 中 完 成 磺化 反 应 , 将 所 得 反 应 产 物 与 钥 酸 钠 一 起 溶 解加 入 镀 液 即 可 。配 方氧 化 锌氰 化 钠 卜 魂 它 宜 主 对 心 犷氢 氧 化 钠硫 化 钠铝 酸 钠洋 茉 莉 醛温 度么有 时 镀 锌 层 发 黑 工 艺 也 用 铂 酸 盐 。 它 常与 氨 水 联 合 使 用 。 但 氨 水 易 挥 发 , 应 该 加 入少 许 抑 制 荆 。 作 者 曾 有 过 抑 制 氨 水 挥 发 的 研究 , 在 印 制 电 路 蚀 刻 工 艺 中 收 到 较 为 满 意 的效 果 。配 方钥 酸 钱氨 水水温 度
12、 温 室时 间在 镀 金 工 艺 中 的 应 用在 镀 金 溶 液 中 加 入 无 机 铝 酸 盐 , 其 功 能在 于 提 高 镀 层 的 硬 度 。 一 美 国 专 利 介 绍 , 在一 种 酸 性 低 氰 镀 金 液 中 加 入 钥 酸 钠 ,当 镀 层 为 卜 时 , 含 钻 , 铂 ,硬 度 为 。配 方氰 化 金 钾硫 酸 钻铂 酸 钠柠 檬 酸糖 精表 面 活 性 剂 一。搅 拌 强 烈沉 积 速 度使 用 铝 酸 盐 应 注 意 的 问 题。 了 解 相 酸 盐 的 化 学 结 构 铂 酸 盐 一 一 中 。 , 常 以 八面 体 配 位 聚 合 成 同 多 酸 或 杂 多 酸
13、 离 子 , 这 些络 合 负 离 子 在 一 定 条 件 下 具 有 固 定 的 分 子 量与 结 构 。 对 于 铂 酸 盐 , 在 酸 性 溶 液 中 , 当值 大 于 时 , 存 在 “ 一 , 当值 低 至 时 , 则 生 成 一 , 当值 降 低 到 。 时 , 则 形 成 。 。 一 。 在 的 杂 多 酸 中 , 杂 离 子 可 以以 四 面 体 配 位 、 八 面 体 配 位 或 二 十 面 体 配 位配 位 数 为 , 存 在 于 杂 多 酸 的 络 合 离 子中 。 了 解 铂 酸 盐 酸 根 在 不 同 值 镀 液 的 存在 形 式 , 对 于 掌 握 它 所 具 有
14、的 功 能 是 有 作 用的 。 根 板 不 同 工 艺 选 择 相 酸 盐在 快 速 常 温 四 合 一 磷 化 液 中 , 选 用 钥 酸钱 作 钝 化 剂 , 进 行 钝 化 封 闭 处 理 。 在 镀 锌 层无 铬 酸 钝 化 工 艺 中 , 选 用 铂 酸 钠 作 钝 化剂 。配 方硝 酸 石硫 酸磷 酸钥 酸 钠磷 酸 钠硫 酸 钻添 加 剂温 度 室 温时 间在 碱 金 属 磷 化 工 艺 中 , 选 用 钥 酸 钱 , 达到 无 渣 、 使 用 温 度 底 、 与 漆 膜 有 良 好 结 合 的目 的 。配 方磷 酸 二 氢 钠硝 酸 镍钥 酸 钱氟 化 钠冰 醋 酸焦 磷 酸
15、 氢 钠温 度时 间年 。 月 电 俄 与 徐 饰 第 立 卷 第 劝 的续 努 力 , 力 争 在 不 久 的 将 来 有 新 的 突 破 日。 根 据 不 同 作 用 选 用 相 酸 盐在 镀 锌 溶 液 中 , 要 求 增 亮 时 选 用 钥 酸钠 。 在 化 学 镀 镍 时 , 选 用 钥 酸 钱 的 目 的 在 于稳 定 , 甚 至 在 化 学 镀 镍 一 磷 一 氟 化 石 墨 复 合镀 工 艺 中 , 也 选 用 微 量 。 作 稳 定 剂 。参 考 资 料拐。 注 意 电 镀 条 件 产 生 的 影 响日 本 人 神 田 胜 美 等 人 曾 研 究 不 同 电 镀 条件 对 镀
16、 锌 钻 钥 合 金 组 份 的 影 响 , 认 为 镀 层 钥的 含 量 随 镀 液 钥 酸 钱 含 量 的 增 加 而 增 加 , 随电 镀 液 硫 酸 钱 含 量 增 加 而 减 少 。 同 时 , 他 们认 为 , 镀 层 铝 的 含 量 随 电 流 密 度 的 增 加 而 减少 , 若 增 加 镀 液 温 度 或 加 强 搅 拌 , 镀 层 中 铝的 含 量 却 增 加 。 据 他 们 的 研 究 表 明 , 添 加剂 、 电 流 密 度 、 温 度 及 镀 液 搅 拌 对 锌 钻 钥 镀层 生 成 的 影 响 , 可 能 是 电 镀 过 程 中 阴 极 表 面附 近 镀 液 的 值 所 引 起 的 。结 束 语八岛土 ,占 ,一相 酸 盐 在 表 面 处 理 工 艺 中 的 应 用 还 十 分有 限 , 对 于 它 的 化 学 结 构 及 其 在 电 镀 过 程 中的 机 理 还 了
