塑胶电镀注意问题总结

1 给除蜡定期过滤,最好是循环连续过滤

2 粗化后面回收水,每周放掉,然后从粗化里打两桶重新配置回收,不能用清

3 化学镍后面水洗槽增加更换频率,每次更换最好用水枪冲洗槽壁然后有人下

去擦拭槽底

4 添加阳极时最好先用希酸浸泡然后再清水冲洗后进栏

5 阳极袋的清洗,最好每次添加阳极的维护都带手套用酸认真清洗,翻过来清

洗,清洗后认真漂洗

6 阴极导电触点的清洗,尤其是铬槽,清洗十分不好,应列入每日维护清单 7 预镀镍液面有赃物,用滤纸吸附一下,水洗槽也是,开打气前先看上面有无

漂浮有机物,有了冲滤纸吸附一下,水洗槽同

8 酸铜大维护时,清洗时过滤机分两次清洗,清洗单数时,开通双数,这样可

以保证在清洗时任然能让槽液得到更好的过滤就,防止每次维护后大面积麻面。(环形线适用)

9 酸铜过滤机须每2到4个小时放气一次,防止凹点产生,目前漏气严重在槽

里都能看到细小的气泡

10 飞靶应拿去检测是否串电(龙门线)

11 酸铜液位补充应及时(其他槽也是),侧槽经常液位不足,影响光剂分散浓

度,在加光剂时可能会导致局部浓度过大,产生不良影响(尤其是加C,加完后经常大面积镀不亮),同时最好不要单独补加一种,效果也会与上同 12 建议在下机处加一组灯,对下机操作员要求下机前用手摸下产品尖角,做初

步观察,第一时间反应烧焦铬黄灰斑发蓝等问题

13 铜排的清洗要用拉丝百洁布,生产时擦拭时可以用毛巾包裹百洁布清洗然后

用毛巾擦拭,然后用纯水清洗百洁布和毛巾,必须在槽外清洗干净防止赃物掉入槽内。严禁用硫酸擦洗

14 加强预镀铜的维护,每次维护时都按大维护维护,光剂管理偏向不烧就好 15 单独问题单独对待,例如353饰条,多次分析结论都为飞漆黑点,该产品铬

雾黑点较少,应着重追究如何防止飞漆,修改作业手法。

16 回收后面的水洗槽,应定时清理里面掉挂的产品,那几个槽的打气一定要大,

有掉挂产品就会碰伤

17 电镀槽打气管改往下打气,水洗槽向上打气

18 前处理不要让人乱加东西,有些东西根本就没那个作用,但加料员经常加,

加了也不知道作用,很容易加错。

19 酸铜光剂加料,现在几乎整体都缺,那样情况下加某一种还不如尽量少加,

不要加太多,十分容易某一个成分过量,最好夜班能加C时,再补其走位和整平,最好三种一起加,防止加一种的不良现象太明显。

20 除蜡和除油后面最好用温水洗,可以减少出槽时的二次污染

21 焦铜P比高时特别容易烧挂针,导致挂针镀焦铜结合力不好容易掉铜粉,导

致麻面。

22 敏化槽的过滤机出水口,即进水口,最好在前面一臂,这样可以提高冲刷力,

使钯离子胶团更好的分散和结合在产品的每个 部位,提高上镀能力

23 化学镍槽过滤机应出水口最好放在最后一臂,可以减少冲刷力,使镀层更厚,

但从第二臂开始最好摇摆,可以减少毛刺

24 还原槽后水洗槽加表面活性剂可以减少化学镍漏镀。

25 新配的解胶容易漏镀

26 酸铜一槽一定要降低电流,小电流沉积,二槽须打电流镀厚度和整平

27 镍槽HULL槽偏一定要在调整PH值后打,防止PH高影响偏的亮度和走位的观察

28 镍槽湿润剂少的话容易导致铬槽后有水痕

29 铬前活化不够会出灰斑,镍光剂过量也会

30 铬槽维护后要大电流活化阳极,另外须加双氧水或酒精提高三价铬。(加多少?)

31 铬槽水洗后面最好有个活动喷枪,可以把藏铬酐的产品冲洗干净 32 烤箱温度要注意,塑胶件不能太高,55°?

33 粗化一槽浓度要比二槽低,重用二槽的效果,粗化定期过滤,定期查看三价

铬机的素烧筒是否完好,每天观察电流电压,及素烧筒内的槽液颜色

34 粗化后超声波水洗后最好加喷淋,最好是人用喷枪喷,可以冲洗干净铬酐。 35 挂具破胶一定要尽快烤补,防止进敏化产生黑点。

36 解胶是最容易出漏镀的工序,解胶过度和不足都会导致漏镀,现象在脑子里 37 解胶后面水洗槽要加过滤,化学镍后面也要加

38 焦铜的PH值要在范围内尽可能的低,可以使镀层更光亮。

39 关于调挂,挂针尖可以不调。塑胶件要坚持点接触和线接触,其中线接触是最好的,

点接触次之,导电最好

40 铬槽阳极面积要计算好,塑胶件阳极要稍微大,五金件稍微小点。装饰铬也要求极面积比例2:3—1:2最好要稍微大一点塑胶电镀

41 打助剂碳粉时,不要加滤纸,容易过滤机阻塞,滤不动,洗不干净就容易麻点 42 敏化进铬酐后,要用助剂碳粉过滤

43 上挂前一定要调整挂针,下挂挂牙的产品一定要注意保护牙

44 变形产品最好用浇口,其实所有的产品都是用浇口最好,可以减轻上挂压力把人省下

去下挂剪浇口,可以提高良率

45 每连续生产两天的过滤机要清洗。

46 化学镍,敏化的过滤机要特殊清洗。

47 排除了其他可能问题忍让有麻点,可以考虑酸铜起铜粉,加少量双氧水,0.01ml/L 就

可以,加时不能一下倒进去,要缓缓的加

48 三价铬槽须经常电解,最好2到3个槽轮流使用,否则容易出问题。

49 怎么解决三价黑铬发兰的问题?(我只会加开缸盐解决)

50 白铬主要是湿润剂,和稳定剂容易少,络合剂不能加太多,如果不上镀,完全条理不

过来时,可以打出部分镀液,稀释后加开缸盐铬盐,后打片调整

51 抽风要好,尤其是粗化和铬槽附近的,防止铬雾飞扬,产生黑点,同时如果厂房通风,

注意通风方向

52 时常观察三价铬机是否堵塞,另外经常查看素烧筒是否破裂,阳极要经常清洗

53 化学镍加料要尽量均匀,不要再主槽内直接滴加,会形成局部浓度差,导致结晶,产

生麻点。

54 当全光盖不住半光时,首先降低半光电流加大全光电流,然后用半光光剂调整,加料

半小时到一小时后恢复电流观察OK则按原电流镀一般7臂的槽子加300到500就很多了

55 酸铜以后观察产品切忌不要用手碰,会造成不良,要动,戴乳胶手套在活化和水系槽

里清洗后动产品

56 铬槽每天分析,保证各组分含量尤其是三价铬和硫酸

57 绝缘漆漏镀问题需要关注,找到原因,哪种漆最好?绿色的?

58 加热棒要时常关注,防止火灾

60 焦铜的分析最好用空白对比法,因为实验步骤比较多,容易形成误差,平行试验,可

以得到相对可靠的系数。

61 PVD流程一定要够,建霖现在的流程有问题,怎么做也做不顺。因为少了一道清洗和

擦同时套铬线产能远远大于PVD产能。清洗对PVD的作用是最大的

62 套铬线阳极太密,容易烧焦和产生发白,现在经常发白,考虑套铬应该接近于五金电

镀,阳极应该小一些?

63 水洗槽一定要用单体槽逆流漂洗,不能用整体槽纯水洗,所哟槽只要是有流动的必须

用溢流口来进行清洁,打气的另算

64 对于珍珠镍,套铬不好套,可以在全光镍中镀10到15秒后套铬,适应性会好很多 65 化学铜一定要在反应开始后开打气

66 化学镍后面的酸洗要用盐酸,可以更好的溶解挂具头上沉积的化学镍残渣

67 过滤机高于镀液面

68 预镀镍和铜一定要导电良好(否则易镀不亮),预镀铜尽可能低电流 69 有拐角的产品一定要拐角处于迎风面,使镀液可以冲刷该拐角,防止该处镀不亮 70 汽车件大约每2周补2吨左右的阳极,在不大清洗时,尽量轻拿轻放填充阳极,防止

钛篮内阳极泥和阳极灰流出影响维护效果,最好用水枪丛上往下冲洗,然后流下来的废水清理掉,用毛巾把槽底擦干净。

71 酸铜补加阳极后,应该调整光剂用量,防止麻点产生。(如何调整呢)个人觉得应该提

高使用量吗,毕竟阳极的吸附能力还是比较强的,其中某些成分更是影响了磷铜球的溶解速率这种成分要略微多加一点?知道这个不好,但不知道怎么解决,仔细考虑。为什么加多了不好。

72 对于有些产品易铬黄的,尤其是有孔的,最好使用突出朝向阳极挂,可以减少或消除

该问题,但背面的镀层会偏薄。(多数时候的铬黄是附近导电针导电不好,只有少数是形状太复杂,确实需要改变挂具或某些方面的问题。

73 产品设计之初最好转角处设计成R角,直角不好镀,尤其是拐角处,很容易镀不好,

CASS 容易腐蚀。对于这种产品应适当的减少单挂面积

74 各个槽子的阳极,在面积足够的情况下,可以采用间隔挂法,使阳极面对挂具,宽度

也和挂具差不多,这样就可以防止烧焦,但前提是阳极面积足够

75 PVD目前的掉膜和水洗关系很大,不管是CP件还是套铬件,都可以多一道水洗来确保

产品的品质,防止产品掉膜(光擦还是掉膜浪费人力物力,是不可取的)

76 25%的丙酮里浸泡30分钟来清除应力。

77 表面整理20%丙酮中5-10S

78 经过解胶处理的产品应该是均匀的浅褐色,经过化学镍的产品应该是均匀的灰亮色,

发暗和发白都是前面粗化有问题。

79 解胶不足时,挂具上方产品漏镀,过渡时,产品尖角漏镀。

80 半光镍如果没有循环连续电解,必须每天电解一次,用废旧产品大电流电解就可以。

打电流电解10分就好。

81 铬槽的阳极棒取出后最好放在10%的氢氧化钠终浸泡30分钟再清洗,刷洗好的铬槽阳

极棒,最好浸泡在纯水里,防止被氧化,待入槽时拿出,每次清洗后重新开机要打电流电解一下活化阳极。

82 酸中和槽每天补加6L硫酸,2400L的槽子就够了。

83 如何来检查HULL片,检查内容如下:烧焦,发雾,脱皮,麻点,氢脆,走位,低区洁

净度,走位,背面上镀情况,如上状况,必须都看,仔细看,尤其是点和高区光亮范围内的不良表现。一般来说,片只是个参考,但可以反映槽里70%左右的状况,适合化验室管理光剂,但必须由经验丰富的现场工程师来确认状况,多退少补。

84 三价铬机的电流控制范围一般是150-300A,当电流明显下降超出范围时,必须更换瓷胆

终的硫酸或进行三价铬的清洗(瓷胆中的硫酸浓度20%体积浓度)

85 新钛篮的清洗件数96-97页。

86 化验室钯活化和化学镍成分要控制在范围内,其他电镀槽87 粗化不够时产品结合力不好较多的出现在零件的凹面上,粗话过度造成的结合力不好多

出现在零件的尖角和边缘。对于没有把握的加PC了的产品,最好进行试验,分批在不同的温度和时间下进行,再根据试验结果确定电镀的工艺参数。

88 硫酸和硫酸铜都低时,可以从溶液的色泽上来进行判断,会有绿色略带浑浊的感觉,

此时应进行分析,并查看阳极状况。

89 酸铜后活化最好用浓度稍高的活化液,10%-15%硫酸,用以清洗带出的光剂,有的加

过硫酸铵

2-90 镀铬铬酐和硫酸比例最好在80-100:1之间,当SO4含量过高时,对胶体膜的溶解

作用强,基体露出的面积大,真实电流密度小,阴极极化小,得到的镀层不均匀,有时发花,特别是凹处还可能露出基体金属,即铬黄。

91 SO42-含量太低,阴极表面上只有很少部位的膜被溶解,即成膜的速度远大于溶

解的速度,铬的析出受阻或在局部地区放电长大,所以得到的镀层粗糙,即烧焦。当含量太高时,溶解速度大于成膜速度,会导致凹面或孔部不上镀铬层,及铬黄

92 三价铬的含量低时,其效果相当于硫酸高时,三价铬低时相当于硫酸高时的现象

(具体的三价铬与铬酐的比例具体到底是多少,200:1?)开新缸一定要用旧槽液,加双氧水或酒精来提高三价铬含量,防止开缸后产品品质不良。如果不电解,只靠电镀产品来调节,要调节很久才能达到最佳状态。

93

 

第二篇:总结5

XPS(X射线光电子能谱分析)原理是用X射线去辐射样品,使原子或分子的内层电子或价电子受激发射出来。被光子激发出来的电子称为光电子。可以测量光电子的能量,以光电子的动能/束缚能 binding energy,(Eb=hv光能量-Ek动能-w功函数)为横坐标,相对强度(脉冲/s)为纵坐标可做出光电子能谱图。从而获得试样有关信息。

XPS可以用来测量:

1,元素的定性分析。可以根据能谱图中出现的特征谱线的位置鉴定除H、He以外的所有元素。

2,元素的定量分析。根据能谱图中光电子谱线强度(光电子峰的面积)反应原子的含量或相对浓度。

3,固体表面分析。包括表面的化学组成或元素组成,原子价态,表面能态分布,测定表面电子的电子云分布和能级结构等。

4,化合物的结构。可以对内层电子结合能的化学位移精确测量,提供化学键和电荷分布方面的信息。

5,分子生物学中的应用。Ex:利用XPS鉴定维生素B12中的少量的Co。 应用举例 1.确定金属氧化物表面膜中金属原子的氧化状态;

2.鉴别表面石墨或碳化物的碳;

氢鼓泡是由于氢进入金属内部而产生。常见于钢因电化学腐蚀、电解或电镀时,因氢活度很高,以致在金属表面总有一定浓度的氢原子,其中一些没有结合成氢分子的高活度氢原子,扩散进入金属内部,而后结合成氢分子。因氢分子不能扩散,以致在金属内部氢气浓度和压力上升,使金属膨胀而局部变形,在钢的表面上可看到鼓泡现象。

不锈钢的分类多是以室温下的金相组织而命名的。我们知道纯铁的金相组织是铁素体。但人类在生产实践中发明了铁碳合金:钢。调整钢的含碳量和合金元素就行成了上千种不同性质和特点的钢材,以满足人类的物质需要。 奥氏体:

碳溶解在γ-Fe中的间隙固溶体,常用符号A表示。它仍保持γ-Fe的面

心立方晶格。其溶碳能力较大,在727℃时溶碳为ωc=0.77%,1148℃时可溶碳

2.11%。奥氏体是在大于727℃高温下才能稳定存在的组织。奥氏体塑性好,是绝大多数钢种在高温下进行压力加工时所要求的组织。 那为什么在室温这种低温环境下也可得到奥氏体组织呢?原因就在于奥氏体不锈钢含有大量使奥氏体区扩大的合金元素Ni(镍),而镍抑制铁素体的产生,从而使得在室温下钢的金相组织成为奥氏体组织。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外,如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。

铁素体:

铁素体是c溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体,具有体心立方晶体结构,用字母F或者α表示。 以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%~30%,具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含Ni(镍),有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素,这类钢具导热系数大,膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点,多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点,因而限制了它的应用。

马氏体:

马氏体是奥氏体通过无扩散型相变而转变成的亚稳定相,它是碳在铁中过饱和的间隙固溶体。其晶体结构为体心四方。高碳钢淬火后的马氏体的显微组织呈竹叶状;低碳钢淬火后的马氏体呈一束束相互平行的细长的条状。高碳马氏体硬而脆,低碳马氏体则具有较高的强度和韧性。

马氏体不锈钢主要为铬含量在12%-18%范围内的低碳或高碳钢。根据Fe-Cr系相图,如Cr大于13%时,不存在γ相,此类合金为单相铁素体合金,在任何热处理制度下也不能产生马氏体,为此必须在内Fe-Cr二元合金中加入奥氏体形成元素,以扩大γ相区,对于马氏体铬不锈钢来说,C、Ni是有效元素,C、Ni元素添加使得合金允许更高的铬含量。在马氏体铬不锈钢中,除铬外,C是另一个最重要的必备元素,事实上,马氏体铬不锈耐热钢是一类铁、铬、碳三元合金。当然,还有其他元素,马氏体不锈钢具备高强度和耐蚀性,可以用来制造机器零件、医疗器械、餐刀、测量用具、弹簧等。马氏体不锈钢与调制钢一样,可以使用淬火、回火及退火处理。其力学性质与调制钢也相似:当硬度升高时,抗拉强度及屈服强度升高,而伸长率、截面收缩率及冲击功则随着降低。

简述:

退火 是把工件放在炉中缓慢加热到临界点以上的某一温度,保温一段时间,随炉缓慢冷却下来的一种热处理工艺。(炉冷)

正火 是将加热后的工件从炉中取出置于空气中冷却(空冷)

淬火 是将工件加热至淬火温度(临界点以上30-50度),并保温一段时间,然后投入淬火剂中冷却

回火 是零件淬火后进行较低温度的加热与冷却

退火有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。

a将钢加热到预定温度,保温一段时间,然后随炉缓慢冷却称为完全退火.目的是降低钢的硬度,消除钢中不均匀组织和内应力.

b,把钢加热到750度,保温一段时间,缓慢冷却至500度下,最后在空气中冷却叫球化退火.目的是降低钢的硬度,改善切削性能,主要用于高碳钢. c,去应力退火又叫低温退火,把钢加热到500~600度,保温一段时间,随炉缓冷到300度以下,再室温冷却.退火过程中组织不发生变化,主要消除金属的内应力.

正火的主要目的是细化组织,改善钢的性能,获得接近平衡状态的组织。 正火与退火工艺相比,其主要区别是正火的冷却速度稍快,所以正火热处理的生产周期短。故退火与正火同样能达到零件性能要求时,尽可能选用正火。

淬火与退火、正火处理在工艺上的主要区别是冷却速度快,目的是为了获得马氏体组织。马氏体组织是钢经淬火后获得的不平衡组织,它的硬度高,但塑性、韧性差。马氏体的硬度随钢的含碳量提高而增高。

淬火后的钢件一般不能直接使用,必须进行回火后才能使用。因为淬火钢的硬度高、脆性大,直接使用常发生脆断。通过回火可以消除或减少内应力、降低脆性,提高韧性;另一方面可以调整淬火钢的力学性能,达到钢的使用性能。根据回火温度的不同,回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。

A 低温回火150~250.降低内应力,脆性,保持淬火后的高硬度和耐磨性.

B 中温回火350~500;提高弹性,强度.

C 高温回火500~650;淬火钢件在高于500℃的回火称为高温回火。淬火钢件经高温淬火后,具有良好综合力学性能(既有一定的强度、硬度,又有一定的塑性、韧性)。所以一般中碳钢和中碳合金钢常采用淬火后的高温回火处理。

不锈钢为什么不易生锈?

与其在基体内加入12.5%以上的铬有关,在氧化性腐败无能蚀介质中,铬能使钢表面很快地生成一层致密的钝化膜,防止金属基体被破坏,当含铬量在12.5%以上时,形成一层致密的稳定的钝化膜,防锈性能发生跃进式的实变,耐锈蚀能力大大增强,这就是为什么不锈钢中的含铬量要有12%以上的原因。不锈钢中铬含量约为13%--18%,镍含量约为8%--11%,这两种金属元素在腐蚀介质中具有高的抗腐蚀能力,所以不锈钢一般不发生氧化反应(生锈)。生锈其实质是腐蚀或称之为锈蚀,是由于钢铁表面与大气中的氧、水分及其酸、碱、盐等物质发生化学作用或电化学作用而引起的变色或腐蚀称为锈蚀,表面产生的物质是锈是铁的氧化物。不锈钢顾名思义为不锈的钢,这里“不锈”是相对的,不是绝对的是相对于碳钢而言。不锈钢不容易生锈,但不是绝对不生锈,只是在相同条件和环境中,较碳钢而言不容易被腐蚀和生锈。

渗铝:使一种或多种金属原子渗入金属工件表层内的化学热处理工艺。

将金属工件放在含有渗入金属元素的渗剂中,加热到一定温度,保持适当时间后,渗剂热分解所产生的渗入金属元素的活性原子便被吸附到工件表面,并扩散进入工件表层,从而改变工件表层的化学成分、组织和性能。与渗非金属相比,金属元素的原子半径大,不易渗入,渗层浅,一般须在较高温度下进行扩散。金属元素渗入以后形成的化合物或钝化膜,具有较高的抗高温氧化能力和抗腐蚀能力,能分别适应不同的环境介质。渗金属的方法主要有固体法(如粉末包装法、膏剂涂渗法等)、液体法(如熔盐浸渍法、熔盐电解法、热浸法等)和气体法。金属元素可单独渗入,也可几种共渗,还可与其他工艺(如电镀、喷涂等)配合进行复合渗。

渗铝的方法很多。冶金工业中主要采用热浸、静电喷涂或电泳沉积后再进行热扩散的方法,大量生产渗铝钢板、钢管、钢丝等。静电喷涂或电泳沉积后,必须经过压延或小变形量轧制,使附着的铝层密实后再进行扩散退火。热浸铝可用纯铝浴,但更普遍的是在铝浴中加入少量锌、钼、锰、硅,温度一般维持在670℃左右,时间是10~25分。机械工业中应用最广的是粉末装箱法,渗剂主要由铝铁合金(或纯铝、氧化铝)填料和氯化铵催化剂组成。

比强度是材料的强度(断开时单位面积所受的力)除以其表观密度。又被称为强度-重量比。比强度的国际单位为(N/m2)/(kg/m3) 或N·m/kg。

材料的抗拉强度与材料表观密度之比叫做比强度。比强度的法定单位为牛/特(N/tex)习惯上,有时将比强度也称为强度。

比刚度是指材料的弹性模量与其密度的比值,亦称为“比模数” 或“比弹性模量”,是结构设计,特别是航空、航天结构设计对材料的重要要求之一。 比刚度较高说明相同刚度下材料重量更轻,或相同质量下刚度更大。

弹性模量:一般地讲,对弹性体施加一个外界作用,弹性体会发生形状的改变(称为“应变”),“弹性模量”的一般定义是:应力除以应变。

弹性模量是工程材料重要的性能参数,从宏观角度来说,弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度,从微观角度来说,则是原子、离子或分子之间键合强度的反映。凡影响键合强度的因素均能影响材料的弹性模量,如键合方式、晶体结构、化学成分、微观组织、温度等。因合金成分不同、热处理状态不同、冷塑性变形不同等,金属材料的杨氏模量值会有5%或者更大的波动。但是总体来说,金属材料的弹性模量是一个对组织不敏感的力学性能指标,合金化、热处理(纤维组织)、冷塑性变形等对弹性模量的影响较小,温度、加载速率等外在因素对其影响也不大,所以一般工程应用中都把弹性模量作为常数。

弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标,其值越大,使材料发生一定弹性变形的应力也越大,即材料刚度越大,亦即在一定应力作用下,发生弹性变形越小。弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标,相当于普通弹簧中的刚度。

不锈钢为什么不生锈

生锈是一种化学反应,当铁放的时间长了就会生锈。铁容易生锈,除了由于它 的化学性质活泼以外,同时与外界条件也有很大关系。水和氧气是使铁生锈的主 要物质。当空气中的氧气溶解在水里时,氧在有水的环境中与铁反应,生成氧化 铁,这就是铁锈。铁锈是一种棕红色的物质,它不像铁那么坚硬,很容易脱落,一块铁完全生锈后,体积可胀大8倍。如果铁锈不除去,这海绵状的铁锈特别容易吸收水分,铁也就腐蚀得更快了。

从更专业一点的角度讲,生锈其实是一个原电池反应。

先说说原电池吧。它是将化学能转变成电能的装置。组成原电池的基本条件是:将两种活泼性不同的金属(或石墨)用 导线连接后插入电解质溶液中。电流的产生是由于氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行的结果。原电池中,较活泼的金属做负极,较不活泼的金属做正极。负极本身易失电子发生氧化反应,电子沿导线流向正极,正极上一般为电解质溶液中的阳离子得电子发生还原反应。在原电池中,外电路为电子导电,电解质溶液中为离子导电。

而日常生活中的铁生锈是钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀,其电极反应如下:

负极(Fe):Fe - 2e = Fe2+

正极(C):2H2O + O2 + 4e = 4OH-

析出的 Fe(OH)2 在空气中被氧化成 Fe(OH)3,后失去一部分结晶水形成疏松的铁锈。

由于钢材的广泛应用和锈蚀的无处不在,人们想了许多办法来提高钢耐蚀性,比 如表面涂一层耐蚀金属、涂敷非金属层、电化学保护和改变腐蚀环境介质等。但 是利用合金化方法生产不锈钢,提高材料本身的耐蚀性是最有效的防止腐蚀破坏 的措施之一,其方法如下:

(1)加入合金元素,提高钢基体的电极电势,从而提高钢的抗电化学腐蚀能力。 而一般钢中加入 Cr、Ni、Si 多元素均能提高其电极电位,但由于 Ni 较缺,Si 的大量加入会使钢变脆,因此,只有 Cr 才是显著提高钢基体电极电位常用的元 素。

Cr 能提高钢的电极电位,但不是呈线性关系。实验证明钢的电极电位随合金元 素的增加,存在着一个量变到质变的关系,遵循 1/8 规律。当 Cr 含量达到一定值时即 1/8 原子(l/8、2/8、3/8??)时 ,电极电位将有一个突变。因此,几乎所有的不锈钢中,Cr 含量均在 12.%(原子)以上,即 11.7%(质量)以上。

(2)加入合金元素使钢的表面形成一层稳定的、完整的与钢的基体结合牢固 的钝化膜。从而提高钢的耐化学腐蚀能力。如在钢中加入 Cr,Si.Al 等合金元素 , 使钢的表层形成致密的 Cr2O3,SiO2,Al2O3 等氧化膜,就可提高钢的耐蚀性。

在铬的添加量达到 10.5%时,钢的耐大气腐蚀性能显著增加,但铬含量更高时,尽管仍可提高耐 腐蚀性,但不明显。原因是用铬对钢进行合金化处理时,把表面氧化物的类型改变成了类似于纯铬金属上形成的表面氧化物。这种紧密粘 附的富铬氧化物保护表面,防止进一步地氧化。这种氧化层极薄,透过它可以 看到钢表面的自然光泽,使不锈钢具有独特的表面。而且,如果损坏了表层,所 暴露出的钢表面会和大气反应进行自我修理,重新形成这种"钝化膜",继续起 保护作用。

(3)加入合金元素使钢在常温时能以单相状态存在,减少微电池数目从而提高钢的耐蚀性。如加入足够数量的 Cr 或 Cr-Ni,使钢在室温下获得单相铁素体或单相奥氏体。

(4)加入 Mo、Cu 等元素,提高抗腐蚀的能力。

(5)加入 Ti,Nb 等元素,消除 Cr 的晶间偏析,从而减轻了晶间腐蚀倾向。

(6)加入 Mn、N 等元素,代替部分 Ni 获得单相奥氏体组织,同时能大大提 高铬不锈钢在有机酸中的耐蚀性

综上,不锈钢抗腐蚀的原理可以概括为单相、低电位差和钝化。

钝化是化学生活中一种很常见的现象。它是指一种活性金属或合金,其中化学活性大大降低,而成为贵金属状态的现象。金属由于介质的作用生成的腐蚀产物如果具有致密的结构,形成了一层薄膜(往往是看不见的),紧密覆盖在金属的表面,则改变了金属的表面状态,使金属的电极电位大大向正方向跃变,而成为耐蚀的钝态。如Fe→Fe++时标准电位为-0.44V,钝化后跃变到+0.5~1V,而显示出耐腐蚀的贵金属性能,这层薄膜就叫钝化膜。

实验证明钝化现象是一种界面现象。它是在一定条件下,金属与介质相互接 触的界面上发生变化的。

金属表面的钝化膜是什么结构?是独立相膜还是吸附性膜呢?目前主要有两种学说,即成相膜理论和吸附理论。

成相膜理论认为,当金属溶解时,处在钝化条件下,在表面生成紧密的、复 盖性良好的固态物质,这种物质形成独立的相,称为钝化膜或称成相膜,此膜将 金属表面和溶液机械地隔离开,使金属的溶解速度大大降低,而呈钝态。实验证据是在某些钝化的金属表面上,可看到成相膜的存在,并能测其厚度和组成。如采用某种能够溶解金属而与氧化膜不 起作用的试剂,小心地溶解除去膜下的金属,就可分离出能看见的钝化膜,钝化膜是怎样形成的?当金属阳极溶解时,其周围附近的溶液层成分发生了变化。一方 面,溶解下来的金属离子因扩散速 度不够快(溶解速度快)而有所积累。另一方面,界面层中的氢离子也要向阴极 迁移,溶液中的负离子(包括 OH-)向阳极迁移。结果,阳极附近有 OH-离子 和其他负离子富集。随着电解反应的延续,处于紧邻阳极界面的溶液层中,电解 质浓度有可能发展到饱和或过饱和状态。于是,溶度积较小的金属氢氧化物或 某种盐类就要沉积在金属表面并形成一层不溶性膜,这膜往往很疏松,它还不足 以直接导致金属的钝化,而只能阻碍金属的溶解,但电极表面被它覆盖了,溶 液和金属的接触面积大为缩小。于是,就要增大电极的电流密度,电极的电位会 变得更正。这就有可能引起 OH-离子在电极上放电,其产物(如 OH)又和电极表面上的金属原子反应而生成钝化膜。分析得知大多数钝化膜由金属氧化物组 成(如铁之Fe2O3),但少数也有由氢氧化物、铬酸盐、磷酸 盐、硅酸盐及难溶 硫酸盐和氯化物等组成。

吸附理论认为,金属表面并不需要形成固态产物膜才钝化,而只要表 面或

部分表面形成一层氧或含氧粒子(如 O2-或 OH-)的吸附层也就足以引起钝化了。 这吸附层虽只有单分子层厚薄,但由于氧在金属表面上的吸附,改变了金 属与 溶液的界面结构,使电极反应的活化能升高,金属表面反应能力下降而钝化。此 理论主要实验依据是测量界面电容和使某些金属钝化所需电量。实验结果表明, 不需形成成相膜也可使一些金属钝化。

目前两种钝化理论都能较好地解释部分实验事实,但又都有成功和不足之处。

金属钝化膜确具有成相膜结构,但同时也存在着单分子层的吸附性膜。两种理论相互结合还缺乏直接的实验证据,因而钝化理论还有待深入地研究。

上文中提到的单相主要是指不锈钢基体组织中的铁素体和奥氏体。这两个一 个为体心立方一个为面心立方。其中铁素体不锈钢含铬 12%~30%。其耐蚀性、 韧性和可焊性随含铬量的增加而提高 , 耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不 锈钢;而奥氏体不锈钢含铬大于 18%,还含有 8%左右的镍及少量钼、钛、氮 等元素。综合性能好,可耐多种介质腐蚀。现在还有一种双相不锈钢,兼有以上两种不锈钢的优点,且具有超塑性。

不锈钢其实也是会生锈的。前文所述,不锈钢表面能形成致密的 Cr 氧化膜,被破坏后还能自发的修复,似乎是很无解的样子。但是,如果在某种条件下,这 种薄膜被不断的破坏,氧原子不断渗入,铁原子不断析出,形成疏松的氧化铁, 金属表面就会产生锈蚀。日常生活中就有很多这样的情况。比如不锈钢表面粘上 金属粉尘,潮湿后形成微电池,不断腐蚀:或者表面粘上有机酸,无机酸碱盐类 物质;抑或是在污染的空气中,受潮产生各种酸斑,产生化学腐蚀等等。所以我 们要经常清洁不锈钢用具,才能延长其使用寿命。

熔化潜热是指当物质加热到熔点后,从固态变为液态或由液态变为固态时吸收或放出的热量。

比热容:是单位质量物质的热容量,即单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的内能。

体积比热(volumetric heat capacity),又称容积比热,符号s,定义为单位立方米物质温度升高1K时所需吸收的热量,单位:焦耳每立方米开(J/(m^3·K))。 物质的体积比热等于物质的比热除以物质的体积。

非晶合金:非晶合金是由超急冷凝固,合金凝固时原子来不及有序排列结晶,得到的固态合金是长程无序结构,没有晶态合金的晶粒、晶界存在。这种非晶合金具有许多独特的性能,它的性能优异、工艺简单

孪生:孪生变形现象——指在切应力作用下,晶体的一部分沿一定晶面(孪晶

面)和一定的晶向(孪生方向)相对于另一部分作均匀的切变、形成孪晶所产生的变形。 孪生对塑性变形的贡献比滑移小得多。特别是密排六方金属更是如此。但孪生能够改变晶体位向,使滑移系转动到有利的位置。因此,当滑移困难时,可通过孪生调整取向而使晶体继续变形。

孪晶是指两个晶体(或一个晶体的两部分)沿一个公共晶面(即特定取向关系)构成镜面对称的位向关系,这两个晶体就称为"孪晶",此公共晶面就称孪晶面。 孪晶的形成与堆垛层错有密切关系,一般层错能高的晶体不易产生孪晶。孪晶的形成后,孪生界会降低位错的平均自由程,起到硬化作用,降低塑性。 层错能:金属结构在堆垛时,没有严格的按照堆垛顺序,形成堆垛层错。层错是一种晶格缺陷,它破坏了晶体的周期完整性,引起能量升高,通常把单位面积层错所增加的能量称为层错能。 层错能出现时仅表现在改变了原子的次近邻关系,几乎不产生点阵畸变。所以,层错能相对于晶界能而言是比较小的。层错能越小的金属,则层错出现的几率越大。

在层错能较高的金属如铝及铝合金、纯铁、铁素体钢(bcc)等热加工时,易发生动态回复,因为这些金属中易发生位错的交滑移及攀移。而奥氏体钢(fcc)、镁及其合金等由于层错能低,不发生位错的交滑移,所以动态再结晶成为动态软化的主要方式。

交滑移:在晶体中,出现两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移,这种滑移称为交滑移。最容易发生交滑移的是体心立方金属,因其可以在{110}{112}{123}晶面上滑移,而滑移方向总是[111]。

交滑移产生的难易程度与晶体的层错能有关,层错能高的材料易发生交滑移。 交滑移必须是纯螺型位错,因其滑移面不受限制。交滑移对晶体的塑性变形有重要影响。

孪生和滑移的区别

孪生:半位错或分数位错运动的结果,即位错移动距离为柏氏矢量b的分数倍; 滑移:全位错运动的结果,即位错移动距离为柏氏矢量b的整数倍。

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