添加劑對MSA電鍍錫鍍層性能的影響研究
譚勇，孫杰
（沈陽理工大學環(huán)境與化學工程學院，遼寧沈陽110159）
摘要：采用電化學測試技術分析了添加劑對甲基磺酸鹽（MSA）鍍錫鍍層電化學性能的影響，并通過掃描電鏡分析了添加劑對鍍層表面形貌的影響。結果表明，當加入添加劑時，鍍層變得致密有規(guī)則。當添加劑的添加量為25g／L時，添加劑濃度為25mL／L時，腐蝕電位較低，腐蝕電流最小，線性極化電阻最大。在此濃度條件下，陰極極化能力最強，錫離子的析出電位最高，得到的鍍層結晶最細致，鍍層性能達到最優(yōu)。
關鍵詞：鍍錫；甲基磺酸鹽；添加劑
中圖分類號：TQ153.1+3文獻標識碼：A文章編號：2095-5014（2013）06-0007-04
電鍍錫板俗稱馬口鐵，是指表面鍍有純錫的冷軋低碳鋼板或者鋼帶，它將鋼的強度和成型性與錫的耐蝕性、易焊性和美觀的外觀結合于一種材料之中。廣泛應用于食品、飲料、油脂、化工、涂料、氣霧罐、瓶蓋以及其它許多日用品的包裝，如各種飲料罐、食品罐、啤酒瓶蓋等等［1-6］。
在電鍍錫體系中，甲磺酸鍍錫體系具有鍍液穩(wěn)定，電流效率高，工作電流密度大的優(yōu)點［7-11］。還具有鍍層沉積速度快，質量高，鍍液無氟污染，毒性小，極易生物降解，對設備的腐蝕性小，Sn2+的氧化程度低且可以獲得晶粒細致平滑鍍層等特點。并且甲基磺酸可以提高表面活性劑和其它有機添加劑的可溶性，添加少量的添加劑能夠鍍出光亮的鍍錫層。在甲基磺酸鹽（MSA）鍍錫中添加劑用量雖少，但是起著特殊作用，它可以顯著改善鍍層表面結構和耐蝕性等性能［12-17］。
由于甲基磺酸鹽鍍錫的鍍液簡單，便于維護和管理，成本也較低，在電子行業(yè)中也得到普遍認可［18-20］。因此，該領域的研究國內一直以來十分關注。本論文主要研究添加劑對甲基磺酸鹽鍍錫鍍層性能的影響，為實際鍍錫生產提供技術支持。
1·實驗過程
實驗采用普通商用冷軋鋼板，對試樣進行打磨、除油（NaOH，17~23g／L：SNN-25，2~4g／L，45℃）、水洗、酸洗（55~65g／LH2SO4，室溫）、水洗等步驟后，對處理好的冷軋板進行電鍍錫的處理。其中電鍍錫采用甲基磺酸鹽鍍錫的方法。甲基磺酸鹽鍍錫的配方為：甲基磺酸亞錫（以錫計12～18g／L），甲基磺酸（40～50mL／L），抗氧化劑對苯二酚（10～30mL／L），添加劑（20～40mL／L）。其中添加劑的主要成分為含有烷基磺酸和環(huán)氧烷烴基團的的有機物。采用電化學工作站CHl650A對其電化學性能進行測試，塔菲爾曲線的掃速為0.001V／s。采用SX-550型掃描電鏡（SEM）觀察有無添加劑和不同量添加劑下鍍錫層表面形貌。
2·結果與分析
2.1添加劑對鍍層電化學性能的影響
圖1及圖2分別為電鍍液中存在添加劑時對鍍層電化學性能的影響，表1為極化曲線的參數(shù)。從圖1的Tafel曲線和圖2的交流阻抗譜中可以看出，無任何添加劑時，鍍層的腐蝕電流最大，阻抗半徑最小，耐蝕性最差。當加入添加劑時，鍍層的腐蝕電流明顯減小阻抗半徑明顯增大，說明添加劑的加入提高了陰極極化作用，鍍層的耐蝕性明顯增強。