2.2電鍍錫工藝
硫酸鹽鍍錫電流密度高,沉積速率快,可以在室溫下進(jìn)行,且原料易得,成本低廉。硫酸鹽與其它酸性鍍錫一樣,是二價(jià)錫發(fā)生電極反應(yīng),陰極電流效率接近100%,因而比錫酸鹽鍍錫省電節(jié)能。
為防止Sn2+氧化成sn4+,在溶液中產(chǎn)生膠狀沉淀(sn4+氧化物是H2SnO3),通常加入酚磺酸或甲酚磺酸,也可使用糊精或EDTA二鈉。溶液中還常加有明膠和2.萘酚,使結(jié)晶變細(xì)。硫酸鹽鍍錫溶液本身無(wú)去油能力,因而鍍前處理要嚴(yán)格去油,以提高鍍層的結(jié)合力。鍍錫溶液中硫酸亞錫用量為20~40 g/L,硫酸用量40~100 g/L。
2.2.1 電流密度對(duì)鍍層效果的影響
量取電鍍面積為56 cm2的鍍銅織物,分別在1.0,1.5,2.0和2.5 A電流(對(duì)應(yīng)的電流密度分別為17.86,26.79,35.71和44.64 A/m2)下處理,測(cè)量織物表面電阻,電流密度與織物表面電阻的關(guān)系如圖3所示。
圖3 電流密度對(duì)鍍層電阻的影響
從圖3可看出,電流密度大于35 A/m2時(shí),表面電阻隨電流密度的增大而略有增大;小于35 A/m2時(shí),表面電阻隨電流密度的增大而減小。
電流對(duì)鍍層外觀的影響較大。陰極電流密度過(guò)高,會(huì)引起鍍層疏松、粗糙和多孔,還可使鍍層出現(xiàn)脆化而影響結(jié)合力;陰極電流密度過(guò)低,沉積速度緩慢,得不到完整光亮的鍍層,且鍍層耐腐蝕性很差。這是因?yàn)殂~層未被覆蓋*,銅和錫在氯化鈉溶液中形成原電池,腐蝕速度反而超過(guò)未鍍錫的織物。一般設(shè)定電流密度為35 A/m2。
2.2.2電鍍時(shí)間對(duì)鍍層效果的影響
將電鍍面積為56 cm2鍍銅織物,分別經(jīng)1 A電流電鍍處理150,300,450,600和750 s,電鍍時(shí)間與織物表面電阻的關(guān)系如圖4所示。
圖4電鍍時(shí)間對(duì)鍍層電阻的影響
圖4中,電鍍時(shí)間在200 S以下,材料表面電阻很大,鍍層耐腐蝕性也較差。隨著電鍍時(shí)間增加,鍍層厚度增加,材料表面電阻減小,耐腐蝕性增強(qiáng)。電鍍一定時(shí)間后,表面電阻基本穩(wěn)定,因此電鍍時(shí)間為600 S。
2.2.3 電鍍溫度對(duì)鍍層效果的影響
將鍍銅織物在不同溫度條件下,電鍍300 S,織物表面電阻和耐腐蝕性能的關(guān)系如圖5所示。
圖5 電鍍溫度對(duì)鍍層效果的影響
由圖5可知,電鍍工藝中溫度低于27℃時(shí),織物表面電阻隨溫度的升高而顯著降低,這是因?yàn)闇囟壬撸円悍磻?yīng)速率加快,易得到完整的錫鍍層。當(dāng)鍍液溫度大于27℃,織物表面電阻隨溫度升高逐漸增大。試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),溫度較高時(shí),電鍍液會(huì)變得混濁和沉淀增多,鍍層粗糙、變暗和均勻性差。故取電鍍溫度27℃左右較為適宜。
2.3鍍錫織物耐摩擦性能
2.3.1 電流密度對(duì)織物耐摩擦性能的影響
將鍍銅織物分別在0.5,1.0,1.5,2.0和2.5 A電流(對(duì)應(yīng)電流密度分別為8.93,17.86,26.79,35.71和44.64 A/m2)下進(jìn)行電鍍處理,然后用耐摩擦色牢度儀摩擦50次,進(jìn)行鹽霧試驗(yàn),測(cè)定織物表面電阻(圖6)。
由圖6可見(jiàn),在較大的電流密度下處理的織物具有良好的耐摩擦性能;在較小電流密度下,摩擦后織物的耐腐蝕性大大下降。這是因?yàn)?,在小電流情況下,鍍層厚度不大,經(jīng)過(guò)摩擦后鍍層脫落,銅層在食鹽水中被腐蝕,使得織物的電阻增加。另外,電流密度相當(dāng)大時(shí),可還原大量金屬離子,在電極表面形成大量吸附原子,在這種情況下,它們易聚集在一起,形成新的晶核;而且極化程度越高,晶核的形成幾率就越大,晶核尺寸也越小,因此可獲得細(xì)致光滑的金屬層。在30~35 A/m2電流密度下,鍍層具有良好的耐摩擦性。
圖6 電流密度對(duì)織物耐摩擦性能的影響
2.3.2 電鍍時(shí)間對(duì)摩擦性能的影響
將鍍銅織物分別電鍍處理150,300,450和600 s后,然后用耐摩擦色牢度儀摩擦50次,進(jìn)行鹽霧試驗(yàn),測(cè)量織物表面電阻,結(jié)果見(jiàn)圖7。
圖7 電鍍時(shí)間對(duì)鍍層耐摩擦性能的影響
由圖7知,電鍍時(shí)間增加,鍍層耐摩擦性也增強(qiáng)。原因是電鍍時(shí)間越長(zhǎng),則鍍層越厚,因而耐摩擦性能越強(qiáng)。電鍍時(shí)間不夠,織物錫鍍層不完整,在食鹽水中易被腐蝕,即使受較小電流作用,織物的耐腐蝕性也很差。
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