锡金属表面的稀土钝化研究.pdf

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锡金属表面的稀土钝化研究

钟赵江蔡兰坤*周毅斌

(华东理工大学资源与环境工程学院,上海,200237)

摘要:初步研究了锡的三价铈盐纯化处理、及纯化膜在中性0.5mol/LNaCl和1000ppmCI溶液中的电化学行为,并与重铬酸钾、钼酸钠纯化比较.结果表明,铈盐与钼酸盐复配效果较好,在0.1mol/L钼酸钠申加入不同浓度的铺盐,发现在铈盐含量100ppm时,其钝化效果次于单一的钼酸钠钝化,说明在钼酸钠中加入硝酸铈对锡的钝致密与牢固. 化有双重作用,只有在较低的硝酸铺浓度下,才使得极化效果变得更好,钝化膜变得更

3.3开路电位分析

图3锡在0.5mol/LNaCI溶液中的开路电位

由开路电位可知,用硝酸铈钝化后,起初锡的OCP变化小于锡未钝化的OCP,这归功于铈在锡表面的钝化作用,随着时间的变化,钝化后的OCP变化反而大于未钝化 的,这是由于本身锡表面氧化的产生而阻止了锡的进一步腐蚀,而钝化后的锡由于钝化膜的不均匀与牢固,使得OCP反而变化更快.

3.4能谱与扫描电镜分析

图4锡钝化前后的SEM

图5锡用硝酸铈钝化后的表面EDAX图

一样,使得表面变得光滑,形成钝化膜,由EDAX图发现有大量的铈沉积到锡的表面, 由SEM扫描电镜分析知,锡金属经铈盐钝化处理后,其效果同重铬酸钾钝化效果从而影响了锡表面的腐蚀状况,这说明铈盐主要是以沉积的形式钝化到锡金属表面.但阴极极化处理时锡电极表面有气泡析出,使得钝化时间不能过长,不然不利于膜的形成,面是微孔洞多,结合强度低,钝化效果反而不理想.

3.5钝化机理

由钝化处理后的SEM和EDAX分析表明,稀土元素以沉积膜的方式分布在锡金属表面,从面使其本体受到保护.

在中性条件下,锡电化学腐蚀的阴极反应可以认为是溶解氧的还原:

(1)

溶液中pH值局部升高,进面生成铈的氢氧化物沉淀:

(2)

铈盐还可能进一步氧化生成四价铈的氧化物:

(3)

由于锡表面铈盐氧化物的形成,阻碍了溶解氧扩散至锡表面,从而影响了锡的阴极极化过程,起到了缓蚀效果,也有可能因为铈盐氧化物在锡表面的弥散分布,加大了阳极极化电流,有利于锡金属的进入钝化区.

4结论

(1)在锡表面进行钝化处理时,钼酸钠、硝酸铈、重铬酸钾三种钝化液都有一定效果,但硝酸铈的效果优于钼酸钠和重铬酸钾.

(2)单一的铈盐钝化效果不是很理想,OCP随时间变长反而变化更大.

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