第九章 镀 锡

9.1錫的性質

(1)原子量:118.69.

(2)原子序:50.

(3)電子組態:1S22S22P63S23P63D104S24P64D105S25P2.

(4)熔點:231.9℃

(5)沸點:2270℃

(6)密度:5.77(灰錫aSn) 7.29(白錫bSn)

(7)變相點:13.2℃

(8)電阻:11.5 

(9)導電度:15% IACS

(10)強度:14 MPa

(11)硬度:Brinell 硬度 10kg , 20℃

(12)結晶構造

白錫為立方體(simple cubic)

灰錫為 BCT (body-centered tetragonal)

(13)標準電位

Sn+ + ＋ 2e¯ －＞ Sn -0.136V

Sn4+ ＋ 2e¯ －＞ Sn2+ +0.15 V

Sn(OH)=6 ＋ 2e¯ －＞Sn(OH)4 ＋2OH¯ ＋0.9V

Sn(OH)=4 ＋ 2e¯ －＞Sn ＋ 4OH¯ －0.79V

錫是一種熱及電的良導體 , 易延展柔軟的金屬 , 錫有原子價2

或4 , 屬於兩性元素金屬 , 作為電鍍用的錫化合物主要有SnO2 .

xH2O , SnCl2或SnCl2 .2H2O,SnSO4 , Sn(BF4)2,K2(OH)6及N2Sn(OH)6.

9.2 鍍錫的用途

(1)製造錫罐:因錫鍍層無毒性,大量用在與食品及飲料接觸之物件,

中最大用途就是製造錫罐,其他如廚房用具,食物刀叉,烤箱等.

(2)電器及電子工業:因錫容易銲接,導電性良好,廣泛應用在電器及

電子需要銲接的零件上.

(3)銅線上:改善銅線的銲接性及銅線與絕緣皮之間壁障作用.

(4)活性:因錫柔軟,可防止刮傷,作為一種固體潤滑劑.

(5)防止鋼氮化.

9.3 錫鍍浴的種類

(1)酸性錫鍍浴

優點:

【1】錫是由二價還原,用電量省.

【2】鍍浴導電性高,浴電壓低,電流效率高.

【3】操作欲溫接近室溫,免加熱設備.

【4】使用適當添加劑可得光澤鍍層.

【5】對底材損害性較少.

缺點:

【1】操作及鍍浴管理需很小心才能得到良好鍍層.

【2】需用添加劑,否則易生成樹枝或結節狀鍍層.

【3】不能使用不溶性陽極.

【4】有腐蝕性,鍍槽須橡皮做裡稱.

【5】二價錫可能氧化成四價錫,變成鈍態.

(2)堿性錫鍍浴

優點:

【1】均一性良好. 【5】操作範圍廣.

【2】可容忍較多的不純物. 【6】配方簡單.

【3】不用添加劑可得到光澤. 【7】前處裡要求不高.

【4】可用不溶解陽極.

缺點:

【1】陰極效率低,鍍層薄.

【2】電化當量小只有酸性浴的一半,耗電量大.

【3】需使用在熔融技術得到光澤鍍層.

【4】操作溫度高,需加熱設備.

【5】操作浴壓較高.

【6】需使用可溶性陽極.

【7】操作可溶性陽極鍍浴要很小心,否則容易得到不良鍍層.

(3)連續高速錫鍍浴:專用於連續電鍍零件.

9.4 堿性浴的組成及其作用

堿性浴分為鉀浴及鈉浴,鉀浴的主要成份世錫酸鉀及苛性鉀,其優點為操作範圍廣

,溶解度大,使用電流密度高,效率高,導電鍍大,氧化錫泥狀物少生成,其缺點是較

鈉浴貴.鈉浴的主要成份為錫酸及苛性鈉.

各種成份的作用如下:

(1)錫酸鈉或錫酸鉀為主鹽,提供錫離子的來源.

(2)苛性鈉或苛性鉀為導電鹽,促進陽極溶解,防止sno2的形成.

(3)醋酸鹽為緩衝劑,用來控制游離OH-.

(4)過氧化氫,氧化Sn++,以防止不良鍍層.

(5)界面活性劑,防止針孔發生.

9.5堿性錫鍍浴之管理注意要點

(1)陽極必須經常保持黃綠色皮膜,防止二價錫的形成,否則會產生粗

造,附著性的黑色鍍層.

(2)陽極電流密度過小,陽極成銀亮色,無氣體產生,鍍層粗造.

(3)陽極電流密度適當,陽極成黃綠色.少量氣體產生,鍍層優良.

(4)陽極電流密鍍過大,陽極呈褐色或黑色,大量氣體產生,鍍層良好,

但浴中金屬含量會減少.

(5)陽極黑褐色皮膜可用鹽酸去除.

(6)游離堿含量過多,操作會有困難.

(7)若有二價錫過多,可用過氧化氫氧化二價錫或四價錫,以防止鍍層

不良.

(8)陰極電流密渡過高,電流效率降低使電鍍速率減小.

(9)滾筒必須使用耐 89~90℃的材料,否則採用酸性鍍浴.

(10)溫度過高,游離堿過多,需使用較高電流密度,否則陽極不易形成

黃綠色.

9.6 堿性錫鍍浴之配方

(1)鈉浴配方

錫酸鈉 90 g/l

氫氧化鈉 7.5 g/l

醋酸鈉 0~15 g/l

過氧化氫 依需量 g/l

浴溫 60~80 g/l

浴壓 4~8 Volt

分析錫含量 37.5 g/l

PH 0.2

電流密度 3~11 A/dm2

電流效率 100%

面積比 2:1

陽極 錫

浴電壓 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

凝膠 2~2.5 g/l

浴溫 25℃

電流密度 27~32 A/dm2

電流效率 100﹪

面積比 1:1

陽極 錫

浴壓 6~12 Volt

9.8 高速錫鍍浴

氯化錫 SnCl2 63 g/l

氟化鈉 NaF 25 g/l

二氟氫鉀 KHF2 50 g/l

氯化鈉 NaCl 45 g/l

電流密度 45 A/dm2

PH 2.7

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