溶液特性对电子焊料合金及接头中Sn浸出的影响-环境化学.PDF

第３２卷　 第９期 环　 境　 化　 学 Ｖｏｌ． ３２，Ｎｏ． ９ ２０１３年　 　 ９月 ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬ ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２０１３ ＤＯＩ：１０．７５２４／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５４⁃６１０８．２０１３．０９．０２４ 溶液特性对电子焊料合金及接头中Ｓｎ浸出的影响∗ １ １ １ １∗∗ ２ 劳晓东　 程从前 　 杨　 芬 　 赵　 杰 　 李晓刚 （１． 大连理工大学材料科学与工程学院，大连，１１６０２４；　 ２． 北京科技大学材料科学与工程学院，北京，１０００８３） 摘　 要　 选用Ｓｎ⁃９Ｚｎ、Ｓｎ⁃３．５Ａｇ⁃０．５Ｃｕ、Ｓｎ⁃３７Ｐｂ焊料合金及钎焊接头，研究它们在典型模拟溶液中浸出３０ ｄ 后Ｓｎ 的浸出行为，以分析电子垃圾的掩埋对土壤污染情况．结果表明，Ｓｎ⁃３．５Ａｇ⁃０．５Ｃｕ接头在盐溶液中Ｓｎ 的 浸出量是最高的，对环境的污染最为严重，而在酸和碱溶液中浸出量最少，对环境的污染较轻；Ｓｎ⁃９Ｚｎ 和 Ｓｎ⁃３７Ｐｂ焊料合金和接头在３种模拟溶液中均有Ｓｎ浸出，对环境均会造成不同程度的污染． 关键词　 电子垃圾，焊料合金，接头，浸出行为． 不断更新换代的电子产品导致废弃的电子垃圾越来越多，如随意丢弃或掩埋，大量重金属锡、铅、 汞、铬等有害物质将在酸雨和腐蚀环境中发生浸出，形成可溶性的重金属化合物，并渗入到土壤和地下 ［１⁃２］ 水环境中，最终会威胁到人类生存环境和健康 ，有研究表明浙江台州地区的表层土壤已被铜、铅、 ［３］ 锌、汞、砷等重金属污染 ．而电子产品中使用的焊料种类繁多，如锡铅焊料、无铅焊料，其中含有多种重 金属成分，废弃后如果处理不当，将对环境造成不可挽回的损失． 随着欧盟颁布实施的报废电子电气设备指令（ＷＥＥＥ 指令）和在电子电气设备中限制使用有害物 ［４］ 质的指令（ＲｏＨＳ指令），无铅焊料逐渐替代传统的Ｓｎ⁃Ｐｂ焊料，以减少重金属Ｐｂ对自然环境的污染 ， ［５］ 应用最广的无铅焊料是Ｓｎ⁃Ｚｎ系及Ｓｎ⁃Ａｇ⁃Ｃｕ系等合金材料 ．全球电子行业使用的焊料每年为６万吨， ［６］ ２０１０年国内消耗４．８万吨锡用于无铅焊料的生产 ，随着锡及其化合物、合金等被越来越多地用于现 ［７］ 代生活，环境锡污染也随之而来，锡过量会使肝脏变性、肾小管变化、损害中枢神经系统 ．Ｓｍｉｔｈ Ｅ等 对７种含锡无铅焊料合金进行金属浸出的毒性检测时，分别采用ｐＨ值为５ 的溶液和去离子水为滤出介 ［８］ ［９］ 质，其结果中均有Ｓｎ析出 ．赵杰等 研究无铅焊料合金中重金属元素浸出行为时，其结果表明无铅焊 料在腐蚀性环境中的主要浸出元素是Ｓｎ，因此本文着重研究了Ｓｎ 的浸出行为． 以上研究只考虑了单一ｐＨ情况下的浸出行为，而我国地域幅员辽阔，土壤类型可分为酸性、中性 ［１０］ 和碱性土壤，其ｐＨ值在３．６—１０．５之间 ．本文比较了３种焊料合金及接头在不同ｐＨ模拟溶液中的 ［５］ 浸出行为，其中Ｓｎ⁃Ｚｎ系可用