- 1、本文档共22页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
- 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
- 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
铜基体镀镍/金层变色机理分析及改善途径
张勇强1,陈阳2
(1. 四川华丰企业集团有限公司,2.西南科技大学四川绵阳621000)
摘要: 本文对发生电连接器镀金接触体表面的红(黑)斑点现象进行了描述,结合的微观分析 手段,对电化学腐蚀原理和铜合金基体镀镍镀金产品大气腐蚀失效的机理,从化学热力学和化学动 力学两个层面进行了分析和验证;对大气腐蚀表现与镀金层厚度的非线性关系进行了探讨,从内生 变量(内因)和环境变量(外因)改善入手,寻求解决该类问题的思路及具体方法,以减少大气腐 蚀引起的不必要损失。
关键词: 镀金层变色;红斑;黑斑;电化学腐蚀;能谱仪;电解质;湿度;腐蚀动力学
1. 引言
每年4~10月,电连接器的镀金插针、金手 指类表面在中国南方地区可能会发现氧化变色 点,变色点为小至针尖、大至小米粒的大小不 等的红棕色至红黑色斑,呈离散分布。而存放 在其他地区的同批次电镀零件,包括无包装的、 因机械缺陷胡乱废弃在废品堆中的零件可能发 生的变色比例极低。腐蚀样件如下图1所示。
图1产生腐蚀斑的Cu/Ep.Ni1.3Au0.80产品
图2 Cu/Ep.Ni1.3Au1.3 镀件的腐蚀斑点
另外,在加速腐蚀试验和模拟大气腐蚀试 验,以及客户投诉变色的统计,发现一个有趣 的现象:变色与镀金层厚度没有线性关系,即 相同的铜基体上、以相同体系镀镍液镀相同厚 度底镍1.3μm 后镀金,虽然抵抗盐雾、硝酸蒸 汽腐蚀的能力与镀金层厚度正相关,但在大气 中存放变色的表现却不同步:最易出现变色斑 的镀金层厚度区域是0.25~0.80μm,0.80μm
以上乃至2μm 厚的镀金层,受潮情况下也不可 避免出现变色斑,只是发生概率低些;而0.25 μm 以下镀金层,特别是0.10μm 左右的闪金 层在大气中出现变色斑的概率,相比0.25~0.80 μm 厚镀金层,出现变色斑点的概率也要低得 多。相对而言,盐雾试验和硝酸蒸汽试验中所 表现出的抵抗能力却必然与镀金层的厚度成正 相关。
2. 原因和机理分析
2.1能谱分析变色点化学成份
镀金层产生变色点的零件电镀批次的电镀 过程参数与正常表现的同类产品相同,可能的 差异是电镀后的清洗水质不同或者烘干程度、 电解质等极性物质污染。
图1和图2均为黄铜基材镀厚度50μin 以上的 镍,然后图1件镀金0.76μm、 图2件镀金1.3 μm。 利用扫描电子显微镜能谱仪(SEMEDS)
对图1、图2插针镀层正常部位则仅检出金(Au) 元素,表明正常情况下该分析方法不会带来干 扰信息。对多个黑斑中心部位进行分析,结果 见表1及图3显示:黑斑处镀层结构呈疏松隆 起状态,已发生了腐蚀,且其表面成份中均检 测出含量较高的强腐蚀性的硫 (S) 或 氯 (CD)、 氧元素为金属件的外来元素,其他本在金镀层 和底镍层下的铜、锌等元素,也大量出现在腐 蚀点中,底镀层的镍元素有少量在腐蚀物中。 说明腐蚀穿过底镀镍层发生,腐蚀产物中的金 属元素主要来自基材、非金属元素主要来自镀 件污染或大气。
序 号
元素名 称
相对含量(wt%)
黑斑部位
正常部 位
测试 位置1 (图3 所示)
测试位
置2
(图4
所示)
测试位
置3
(图5
所示)
测试位
置4
(图5
所示)
1
氧(0)
6.5
4.8
2
铜(Cu)
36.4
32.5
0.4
3
锌(Zn)
18.6
41.7
74.8
4
金(Au)
18.7
7.2
3.8
100.0
5
硫(S)
14.5
9.5
/
6
氯(Cl)
0.5
1.1
11.1
7
钾(K)
2.0
0.8
8
钙(Ca)
0.7
/
9
镍(Ni)
2.2
2.4
2.7
备
1.能谱仪所能检测元素从B5~U92;相对检 测灵敏度≥0.2%
2.该分析为X射线能谱无标样定量分析,分 析结果取重量百分比小数点后一位数字
图3腐蚀斑1的SEM 图片
图 4 插针黑斑2部位 SEM 照片图
图 5 插针黑斑3和正常点4
2.2发生腐蚀的类别界定
腐蚀是由于是氧化或化学反应使金属表面 逐渐劣化的一种化学过程。化学腐蚀一般只发 生在纯的或单相的金属上或非金属上,比如银 表面与硫化物的接触变色。 一般情况金属发生 的腐蚀不是纯粹的化学腐蚀,而主要是包含着 化学腐蚀过程的电化学腐蚀。本案中的镀金层 变色斑从成因上讲是在镀层的孔隙和损伤处形
成镀层金属与基体金属的异金属电偶腐蚀,也
称异金属接触腐蚀。
连接器金属接触表面腐蚀的发生,取决于 镀层完整性和化学活性。为了保持低的接触电 阻,要求接触表面长时间地保持稳定,表面应 电镀或复合涂覆一层贵金属(如金)。镀覆贵 金属可以抑制表面化学腐蚀,但却增加了电化 学腐蚀的倾向。腐蚀的速度受多方面因素影响。
镀金层本身是不会发生腐蚀的,但因镀金
文档评论(0)