要害词：电镀锡;优点;原理;使用;分类 中图分类号：TQ153文献标识码：A文章编号：1671-7597(2011)1120006-01

0·媒介

锡是一种雪白色的金属，原子量为118.7，密度为7.3g/cm3，熔点为232℃，二价锡的电化当量为2.12g/A·h，四价锡的电化当量为1.107g/A·h。锡正在常温下对许多气体以及弱酸或弱碱的耐侵蚀才能较强。正在低温下(温度高于150℃时)，锡能与空气作用天生SnO以及SnO2，锡迅速氧化挥发。锡与稀的有机酸作用迟缓，而与许多无机酸没有起作用，加上其具备熔点低、能与许多金属构成合金、无毒、耐侵蚀、延展性精良和外观美丽等劣势，宽泛使用于马口铁、合金制作、印刷电路板、五金等行业。近几年来，中国锡生产构造如图1所示。

1·电镀原理

电镀是指经过电化学办法正在固体外表堆积一薄层金属或合金进程。正在进行电镀时，将被镀件与直流电源的负极相连，欲镀覆的金属板与正极相连，当直流电经过两电极及南北极间含金属离子的电解液时，电镀液中的阴、阳离子因为遭到电场作用，发作有规定的挪动，阴离子移朝阳极，阳离子移向阴极，这类景象叫“电迁徙”。此时，阳极极板氧化成金属离子，并以浓差分散的形式迁徙至阴极，正在阴极复原堆积成镀层。

阴极复原反响：Men++ne=Me

阳极氧化反响：Me-ne=Men+

欲镀金属便正在阴极上堆积进去。图2为电镀安装表示图。

虽然实际电镀正在电源、被电镀形式(如滚镀、刷镀和触动镀等)、操作形式等方面比上图复杂患上多，然而从节约实验老本的角度来讲，应用上图安装钻研电镀，仍具备较强的指点意思。

普通以为电镀锡进程分为4个步骤：

①含锡离子(酸性电镀时为锡阳离子、碱性电镀时为锡酸根阴离子)正在电场力以及浓差极化的作使劲下，向电极外表分散;

②含锡离子脱去外表的配离子，正在电场力的作用下向电极外表的双电层内进行迁徙;③含锡离子正在电极外表承受电子，构成吸附原子;④吸附原子向晶格内嵌入(构成镀层)。正在这四个的反响进程中，快步骤的速率为总反响的管制速率，即电镀进程中的堆积速率。含锡离子正在经验①～③阶段放电后，正在电极外表构成吸附原子，这些吸附原子经过外表分散抵达晶体成长线上，再沿成长线到成长点上，固定并进入晶格。

2·锡电镀的次要使用

依据电镀锡资料的特点，锡电镀次要使用于包装行业、电子行业、制作合金、和五金电器等。包装行业使用多的为马口铁，马口铁是两面都镀上一层很薄(0.0025～0.0003毫米)的锡的薄钢板或钢带。马口铁所用的钢材次要为低碳软钢，厚度为0.15～0.49毫米。今朝电镀法消费的约占98%以上。马口铁其优异的可焊性，正在电子行业有着较为宽泛的使用，今朝常见的有电脑、手机和各类家电等;以其精良的可加工性、无毒和雅观性，正在包装以及五金电器行业也有较好的使用，正在包装行业中，次要应用的是食物以及饮料的包装，其锡用量占世界锡生产量的30%阁下;以其易于构成合金的特点，正在制作合金中也有着广阔的用处，制作合金次要产物有锡铅焊料、锡青铜、轴承合金以及其余合金，锡铅焊料以其精良的可焊性，正在日趋倒退壮年夜的电子产业中的使用前景非常被看好，锡青铜则是一种陈旧的产物，正在青铜时代就开端用于制作对象、武器以及工艺品，今朝锡生产量6%的锡用于配制锡青铜。以其外表滞留光滑油膜的性子以及精良的耐腐功能的特点，成为制作轴承的理想资料，含锡的轴承合金次要有、铝锡合金、巴氏合金以及锡青铜。

3·锡镀层特点、镀锡的分类

3.1锡镀层特点

锡镀层之以是能宽泛的使用于马口铁、印刷板、五金等行业，是由其如下特点决议的：

1)稳固性高。锡外表有一层致密的氧化物薄膜，故正在常温下的耐腐性较好，能正在一般以及受产业净化的侵蚀性环境中仍能放弃精良的外观;

2)锡的规范电位比铁正，且无毒，故罕用作食物以及饮料容器的维护层;

3)锡导电性以及可焊性好。正在强电部门以其精良的导电性能够锡替代银作导电镀层，从而达到升高老本的作用;正在弱电部门以其精良的可焊性正在电子元件器件的引线、印刷电路板也用镀锡;铜导线上镀锡除了提供可焊性外，还以其精良的稳固性，正在绝缘资料中有着隔离硫的作用;其精良的展性，正在轴承金属镀锡可起密合以及减磨的作用;正在汽车活塞环镀锡以及气缸壁镀锡可避免滞死以及拉伤;

4)镀锡后正在232℃以上的热油中重熔解决，可取得光泽的斑纹锡层，可用作装璜镀层。

然而，锡从-13℃起结晶开端变异，到-30℃是齐全转变成一种非晶形的同素异构体(α锡或灰锡)，俗称“锡瘟”，有材料报导，某国正在南极调查时，所应用的锡包装盒全副发作“锡瘟”，给过后调查队带来了肯定方便，然而正在失常温度下，“锡瘟”发作的概率是比拟低的，正在非凡前提下，如高温很低的状况，也可以使锡与大批的锑或铋共堆积，便可无效克制这类变异。同时，锡同锌、镉镀层同样，正在低温、湿润以及密闭前提下能长成“晶须”，其成长机理今朝并非很分明，普通诠释为：①镀层存正在内应力而至;②镀层与基体应力而至;③镀层杂质元素而至等。因为“晶须”的存正在，小型化的电子元件存正在短路的风险，产业使用常经过共堆积铅锡合金来克制“晶须”的成长，然而跟着国度对铅的应用限度日趋严格，纯锡镀层、锡铋合金镀层和锡银合金镀层等可焊性代替锡铅镀层的钻研也日趋添加。

3.2镀锡的分类

3.2.1以应用主盐区别。以电镀所应用的主盐没有同，可将锡电镀分为

碱性镀锡以及酸性镀锡。酸性镀锡的主盐有：硫酸盐镀锡、氟硅酸、高氯酸、氟硼酸、氯化物、甲基磺酸盐、氨基磺酸盐等，而碱性镀锡的主盐次要为锡酸钾以及锡酸钠两种。

1)酸性镀锡。酸性镀锡是二价锡发作反响，阴极电流效率靠近100%，且正在常温下便可进行电镀，与碱性镀锡相比，具备电耗低、能耗低等特性。但酸性镀锡溶液自身不脱脂才能，对基体前解决的要求较高。此中以硫酸盐镀锡使用为宽泛。

硫酸盐镀锡具备老本低、侵蚀性小等优点，硫酸盐镀锡电流效率高，堆积速率快，质料易患，老本昂贵，是首要的镀锡工艺之一。然而，正在硫酸体系中也存正在如下有余：①硫酸体系溶盐的品种比拟少，无益于增加其余金属，从而无奈升高或消弭镀锡产物应用中存正在“晶须”景象;②硫酸是强氧化剂，二价锡离子容易氧化，使溶液变混浊，升高电流效率。近几年来，烷基磺酸、羟烷基磺酸愈来愈遭到人们的注重，甲基磺酸盐镀锡使该镀锡液可正在宽电流密度范畴内取得平均的镀层，且消费效率同等于乃至超越卤化物镀液体系，而无氟化物积淀孕育发生。正在化学需氧量(COD)方面，甲基磺酸盐镀锡液的COD是苯酚磺酸镀液的1/3，甲基磺酸盐镀锡液无毒及齐全生物降解，废水解决简略，没有含氰、氟或游离酚等有毒物资，堆积物孕育发生率低。与硫酸体系相比拟，磺酸盐体系溶解锡量年夜，甲基磺酸亚锡液的稳固性优于硫酸体系且应用的电流密度高、堆积速率快、可正在低温下操作，实用于延续镀锡以及锡合金。次要缺陷是老本高，无益于年夜规模推行。近几年来，因为具有了消费甲基磺酸亚锡和甲基磺酸的才能，使患上电镀老本升高，逐步被电镀厂家所承受。

2)碱性镀锡。碱性镀锡溶液呈强碱性，对钢铁基体没有侵蚀，且有肯定的脱脂才能，因此对镀形复杂的整机较为适宜。然而，碱性镀锡发作的电极反响是锡酸根例子，阴极电流效率较低(60～80%)，因此堆积速率慢，电能耗费多，且镀液的操作温度普通为60～80℃，也增年夜了能耗的老本。

碱性镀锡普通不必增加剂，镀层发白，结晶粗疏，但无光泽。碱性镀锡能够应用钾盐溶液，也能够用钠盐溶液。次要管制切当，钾盐溶液以及钠盐溶液均可以取得称心的镀层，其差异次要正在于溶液特点以及老本。

总体来讲，钠盐溶液老本较低，但溶液的功能没有如钾盐溶液，钾盐的电流效率普通比钠盐的电流效率高，其电流密度以及导电性也比钠盐高。

正在实际消费中，采纳钾盐仍是钠盐溶液，要依据实际状况而定。如需求采纳较高电流密度以及较好的溶液特点，应抉择钾盐溶液。若所镀整机没有需求或不克不及充沛施展钾盐的优点时，则应抉择较廉价的钠盐。

3.2.2以镀层外表的光洁水平分。依据锡镀层的光洁度，可将锡镀层分为光洁镀锡层(市场俗称亮锡)以及哑光镀锡层(俗称哑锡)，普通而言，亮锡具备精良的外观以及耐磨性，然而因其含有大批的杂质，影响其可焊性，普通用于五金以及装璜行业;哑锡镀层杂质含量较少，可焊性以及耐侵蚀性精良，因而可用于马口铁镀锡以及印刷线路板。

参考文献：

[1]黄位森，锡，北京：冶金产业出书社，2000.15-807.

[2]曹曙等，电镀锡钢板消费工艺技巧及其新倒退，上海金属，1994，16(3)：9-13.

作者简介：张振华(1981-)，女，硕士，冶金工程师，次要处置电化学钻研。