鍍層腐蝕與防護(hù)

鍍層腐蝕與防護(hù)1第1頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四天至

TANTZEnvironmentalTechnologies鍍層腐蝕與防護(hù)一、關(guān)于腐蝕二、封孔劑與鍍層防護(hù)三、造成鍍層腐蝕的其它因素四、微生物除油技術(shù)2第2頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

1、什么是腐蝕2、鍍層腐蝕3、鍍層微孔4、腐蝕原因天至

TANTZEnvironmentalTechnologies一、關(guān)于腐蝕3第3頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四天至

TANTZEnvironmentalTechnologies一、腐蝕1、金屬腐蝕

金屬受其周圍環(huán)境的作用,發(fā)生變質(zhì)或退化，喪失或減退其原有的性能,稱為金屬腐蝕。

2、非金屬腐蝕

非金屬材料亦可遭受腐蝕,如混凝土，木材，陶瓷和塑膠，這些材料的腐蝕,可能沒有金屬腐蝕的外觀象征和重量變化，只有性質(zhì)的變化。4第4頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四天至

TANTZEnvironmentalTechnologies

造成腐蝕的介質(zhì)：

1)空氣2)水份3)土壤4)酸類5)堿類6)鹽類7)氧化劑8)不同金屬接觸面間9)微生物5第5頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

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TANTZEnvironmentalTechnologies手紋氧化沾污后氧化鍍層常見腐蝕現(xiàn)象氧化變色1、面腐蝕6第6頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四天至

TANTZEnvironmentalTechnologies穿孔型的顏色一般為白色/黑色/綠色,有時有腐蝕產(chǎn)物凸顯穿孔腐蝕穿孔腐蝕擴(kuò)散晶須2、點(diǎn)腐蝕7第7頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四天至

TANTZEnvironmentalTechnologies切片圖放大鍍金層鍍鎳層銅基材腐蝕產(chǎn)物？異物？皮膜？點(diǎn)腐蝕切片8第8頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

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TANTZEnvironmentalTechnologies100u″鍍鎳層放大1000倍圖片160u″鍍鎳層放大5000倍圖片鍍層表面微觀狀況9第9頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四天至

TANTZEnvironmentalTechnologies6u″（0.15um)電鍍金層的一組簡單統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：單位鍍層表面微孔數(shù)相應(yīng)鍍層品質(zhì)判定12000~18000個/cm2優(yōu)異18000~30000個/cm2良好為什么說微孔率在12000~18000個/cm2的鍍層是品質(zhì)優(yōu)異的？1cm2=1cmx1cm=10000umx10000um=400000u″x400000u″=1600億（u″2）上述微孔率12000~18000個/cm2的數(shù)據(jù)中，為方便計(jì)算我們?nèi)≈虚g值16000個/cm2：16000個/cm2=1個/10000000u″210第10頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

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TANTZEnvironmentalTechnologies若鍍金厚度薄(<30u”),鍍層很容易產(chǎn)生針孔,環(huán)境中的濕氣或微量腐蝕氣體就容易透過此針孔對底層金屬產(chǎn)生腐蝕,形成一般常見的銅綠，鎳綠等外觀缺陷.同時亦會形成氧化層，造成導(dǎo)通問題,最后導(dǎo)致產(chǎn)品NG.基底金屬鍍金層封孔劑鍍層孔隙11第11頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

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TANTZEnvironmentalTechnologies?金屬鍍層表面存在大量的微孔（成晶缺陷）。?成晶缺陷處于“亞穩(wěn)態(tài)”或“活性態(tài)”，容易被侵蝕，成為腐蝕的活性點(diǎn)。?鍍層微孔內(nèi)殘留物促進(jìn)腐蝕。

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TANTZEnvironmentalTechnologies微孔產(chǎn)生機(jī)理

孔隙殘留物Au底材Ni孔隙殘留物Au底材Ni鍍層表面由于金屬特性及電鍍制程的關(guān)系,產(chǎn)生不連續(xù)的金屬層,此即為孔隙形成的原因.鍍層孔隙形態(tài)A鍍層孔隙形態(tài)B13第13頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四天至

TANTZEnvironmentalTechnologies微孔對鍍層腐蝕的影響

Au針孔Ni底材AuNi腐蝕介質(zhì)Au鍍金部分?jǐn)嗝鎴D.通過針孔的Galvanic型腐蝕，鍍金層與鍍鎳層相接觸的關(guān)系,產(chǎn)生電位差,發(fā)生腐蝕.14第14頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

電化學(xué)腐蝕機(jī)理(GalvanicCorrosion)

(a)兩不相同金屬,會形成電位差(potentialdifference)(b)若周圍有可導(dǎo)電溶液(空氣中濕氣跑入Au孔隙中),三者會形成局部電池(c)還原電位較低的金屬(Ni)會迅速被氧化(即腐蝕)(d)Au本身不參與反應(yīng),但表面上水分子產(chǎn)生氣體

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TANTZEnvironmentalTechnologiesNiAuSO2,O2H2ONiNi2++2e-Ni+?O2NiO2H++2e-H2

1若沒有Au的存在,腐蝕僅是單純的化學(xué)反應(yīng),類似放鎳塊在一般環(huán)境中2若沒有導(dǎo)電溶液,Au/Ni只是單純的不同金屬的物理擴(kuò)散(溫度,壓力)3當(dāng)三位一體時,Galvaniceffect屬電化學(xué)反應(yīng),腐蝕動作是持續(xù)直到腐蝕完為止15第15頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四天至

TANTZEnvironmentalTechnologies常見元素的電化反應(yīng)與電位表(25℃)注:表列金屬元素之活性愈大,其負(fù)電位愈大,金屬易于氧化,易于失去電子,亦即易于腐蝕.16第16頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四天至

TANTZEnvironmentalTechnologies常見金屬在海水中的電化順序(GalvanicSeries)注:表中非活性或鈍化(passivity)的意義:有些金屬如鋁,鐵,鉻,鈦,鎳等在氧化環(huán)境中,會生成一層氧化層,可增加金屬的耐蝕性,此時的金屬,稱為在鈍化狀態(tài)(passivestates)鐵的鈍化性很弱,如添加鉻,其鈍化性會大增,如鉻含量增加到11%,在大氣中或淡水中(freshwater),即不再生銹(rust),所以不銹鋼的最低鉻含量定為11%.17第17頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四天至

TANTZEnvironmentalTechnologies孔隙1.底材的平整度影響孔隙率。2.鍍層結(jié)晶顆粒大小影響孔隙率。3.鍍層厚度增加，孔隙率降低。4.封孔劑可將孔隙填滿,減緩腐蝕速度。18第18頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

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TANTZEnvironmentalTechnologies二、封孔劑與鍍層防護(hù)1、封孔劑的發(fā)展歷程2、天至水相封孔劑的作用機(jī)理19第19頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

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TANTZEnvironmentalTechnologies封孔劑的發(fā)展歷程?六價鉻化合物鈍化劑(Cr6+&itscompounds)?油相封孔劑(Oil-basedPassivator)?水相封孔劑(Water-basedPassivator)20第20頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四天至

TANTZEnvironmentalTechnologies六價鉻封孔劑：六價鉻化合物是一類無機(jī)強(qiáng)氧化劑，它將被處理金屬氧化為相應(yīng)的氧化物，同時自身被還原成惰性的三氧化二鉻，夾雜于被處理金屬的金屬氧化物之間，覆蓋在整個金屬表面，從而達(dá)到全面性防腐蝕效果。嚴(yán)格說來，它不應(yīng)該被稱為“封孔劑”，而應(yīng)叫作“鈍化劑”。六價鉻的強(qiáng)致癌作用，這一類物質(zhì)已在全球被嚴(yán)禁使用。21第21頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

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TANTZEnvironmentalTechnologies有機(jī)油性封孔劑：主要由有機(jī)溶劑、蠟類、酯類、弱極性油溶性緩蝕劑等組成。它主要通過物理吸附作用覆蓋于金屬表面。油性封孔劑的出現(xiàn)在電子電鍍的發(fā)展過程中起到過很重要的作用。油性封孔劑在鍍層表面殘留、沾污吸附、高溫老化和安全環(huán)保方面存在隱患。22第22頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

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TANTZEnvironmentalTechnologies天至水相封孔劑：廣州天至環(huán)保科技有限公司是一家以先進(jìn)微生物技術(shù)為核心的高新技術(shù)企業(yè)。天至公司在金屬表面處理行業(yè)首家提出“利用微生物技術(shù)進(jìn)行金屬表面處理”這一革命性理念。積極開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，先后成功研發(fā)了環(huán)保型水相封孔劑和生物除油劑。23第23頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

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TANTZEnvironmentalTechnologies天至水性封孔劑的作用機(jī)理

滲透交換清洗：清除鍍層微孔里的殘留物質(zhì)，從鍍層內(nèi)部消除腐蝕隱患。逐層螯合鈍化：對微孔處存在的金屬成晶缺陷通過螯合作用消除其反應(yīng)活性，從鍍層表面避免腐蝕反應(yīng)的發(fā)生。表面氫健成膜：加強(qiáng)金屬表面的疏水性，強(qiáng)化其防蝕作用。24第24頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四不同表面活性劑的表面張力數(shù)據(jù)天至

TANTZEnvironmentalTechnologies物質(zhì)種類1%水溶液表面張力值（dyn/cm）滲透、潤濕能力純水74差碳?xì)浔砻婊钚詣┮话?0~40，個別27~28普通有機(jī)硅表面活性劑一般~25，個別20~22優(yōu)良氟表面活性劑一般~20，個別17~18優(yōu)秀生物表面活性劑17~18特別優(yōu)秀一、滲透交換清洗：

?天至水相封孔劑在配方中獨(dú)家引入了能提供超低表面張力的生物表面活性劑，讓整個工作液體系具有超強(qiáng)的滲透性與潤濕性，能深入到鍍層微孔內(nèi)部進(jìn)行作用。25第25頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

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TANTZEnvironmentalTechnologies多環(huán)生物表面活性劑結(jié)構(gòu)示意圖

由馴養(yǎng)的微生物所生產(chǎn)，保證深層快速滲透與高效清洗的生物表面活性劑。26第26頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

二、逐層螯合鈍化：

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TANTZEnvironmentalTechnologies鰲合機(jī)理(一)配方中的活性官能團(tuán)與電鍍表面缺陷處的金屬形成‘雙齒或多齒螯合結(jié)構(gòu)’，鈍化金屬的反應(yīng)活性，消除腐蝕隱患。多齒螯合結(jié)構(gòu)27第27頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四

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TANTZEnvironmentalTechnologies鰲合機(jī)理(二)多活性官能團(tuán)的鏈狀功能組份將‘雙齒或多齒結(jié)構(gòu)’連接在一起，在金屬表面形成‘網(wǎng)狀多配位結(jié)構(gòu)’的‘經(jīng)、緯線’，擴(kuò)展‘點(diǎn)配位’至‘線配位’直至全方位的‘面配位’，強(qiáng)化對金屬的保護(hù)力度。網(wǎng)狀多配位結(jié)構(gòu)示意圖28第28頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四三、表面氫健成膜：天至

TANTZEnvironmentalTechnologies?獨(dú)有的多環(huán)生物表面活性劑通過極性官能團(tuán)與“網(wǎng)狀多配位結(jié)構(gòu)”生成氫鍵，在金屬表面形成5~20個分子層厚度的疏水膜，從而將對金屬的保護(hù)程度最大化。29第29頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四天至水相封孔劑作用機(jī)理

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TANTZEnvironmentalTechnologies?氫健膜對鍍件的孔隙有一定修復(fù)作用。?表面膜層不會對鍍層產(chǎn)生污染。30第30頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四天至

TANTZEnvironmentalTechnologies封孔就能解決所有的問題嗎？剝金前剝金后31第31頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四天至

TANTZEnvironmentalTechnologies三、造成鍍層腐蝕的其它因素1、素材的影響2、包裝材料和儲存環(huán)境3、組裝的影響32第32頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四天至

TANTZEnvironmentalTechnologies沖壓截?cái)嗟娜齻€過程：切：刀具縱向運(yùn)動，垂直切入金屬素材使之分離。割：刀具橫向運(yùn)動，同時施加縱向向下的作用力，“割入”金屬素材使之分離。撕：出于保護(hù)模具和刀具的目的，金屬素材最后一部分的分離是靠‘撕裂’來實(shí)現(xiàn)的。切斷區(qū)割斷區(qū)撕裂區(qū)1、素材影響33第33頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四天至

TANTZEnvironmentalTechnologies素材比較34第34頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四天至

TANTZEnvironmentalTechnologies2、包裝材料和儲存環(huán)境直接接觸性污染：如紙帶含氯、硫、磷等有害元素。非直接接觸性污染：如水汽、腐蝕性氣體等。35第35頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四天至

TANTZEnvironmentalTechnologies3、組裝的影響接觸性污染問題遷移性污染問題揮發(fā)性污染問題36第36頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四天至

TANTZEnvironmentalTechnologies接觸性污染問題手工組裝時的污染：手指、指套、金屬工件、塑膠、工具之間的交叉污染；注塑組裝時的污染：脫模劑和塑膠粉塵對金屬工件的污染；膠粘劑類物質(zhì)的污染：膠紙測試、電子粘結(jié)劑。接觸性污染會導(dǎo)致鍍層腐蝕或?qū)ú涣肌?7第37頁，共41頁，2023年