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Sn-Zn系无铅焊料研究和亟待解决的问题

放大字体  缩小字体 发布日期:2010-12-01  浏览次数:794

2.3 抗腐蚀性

     Zn在大气中,表面容易生成多孔的ZnO,在潮湿大气中或者含硫化物或含卤化物的环境中则易于进一步生成ε-Zn(OH)2、Zn5(CO3)2(OH)6、Zn5(OH)8Cl2.H2O、ZnSO4.nH2O、Zn4SO4(OH)6.nH2O、NaZn4Cl(OH)6SO4.6H2O、Zn4Cl2(OH)4SO4.5H2O等腐蚀产物。这些产物都易于溶解而被冲刷,对内部基体起不到保护作用[21-24]。因此,含Zn焊料,特别是焊膏的保存,以及焊接接头在复杂环境下的腐蚀失效问题是Sn-Zn系焊料实用化的又一个重要问题。

      Sabbar等[25]研究Sn-In-Zn在3%NaCl中的电化学行为,包括测量其腐蚀电位和电流,并与Sn-40Pb进行比较,发现Sn-In-Zn系焊料具有良好的抗腐蚀性(优于SnPb),随着Zn含量的增加,其抗腐蚀性下降,然而,In在地壳中的含量较少,而该合金系列中In含量较高(10mass%-13mass%),可能限制该合金的应用,而且文献中没有对其进行腐蚀产物和失效形貌的分析。

      夏志东等[26]Sn-Zn共晶焊料中加入微量稀土元素得到Sn-Zn-RE焊料,研究了它们在不同的环境(室温自来水、高温自来水、高温高湿以及室温盐水等)下的电化学行为,并与Sn-Pb焊料进行比较,如表1所示。研究结果表明:Sn-Pb合金的腐蚀为全面腐蚀,由于元素Sn、Pb的标准电极电位相近,腐蚀过程中Sn、Pb交替均匀腐蚀。而Sn-Zn为腐蚀则是全面腐蚀加局部腐蚀,这是由于元素Sn、Zn为的标准电极电位相差较大,构成了腐蚀电池,腐蚀在整个表面产生而在金属的某些特定部位腐蚀的情况更加严重,产生了电蚀,将带来极大的危害。在Sn-Zn合金中加入稀土元素时其耐蚀性得到提高,原因在于稀土使焊料组织更加致密。另外,从极化曲线看,Sn-Zn-RE焊料有一个明显的钝化区,失重量明显减少。

 
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