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1、电镀锡薄钢板氧化膜和钝化膜的分析检测方法V_o1.29No.11电镀锡薄钢板氧化膜和钝化膜的分析检测方法曾林,李宁术,黎德育(哈尔滨工业大学化工学院应用化学系,黑龙江哈尔滨150001)摘要:介绍了电镀锡薄钢板氧化膜和钝化膜的分析检测方法,包括传统的化学分析方法,电化学分析方法和现代表面分析技术,如x射线光电子能谱(xPs),俄歇电子能谱(AES),辉光放电光谱(GDS)以及电子探针微区分析(EPMA)等.关键词:镀锡钢板;X射线光电子能谱;俄歇电子能谱;辉光放电光谱;电子探针微区分析中图分类号:TQ153.13文献标
2、志码:A文章编号:1004—227X(2010)1l一0041—05Detectionandanalysismethodsforoxidefilmandpassivefilmontinplate//ZENGLin,LINing,LIDe—yuAbstract:Thedetectionandanalysismethodsforoxidefilmandpassivefilmontinplatedsteelsheetincludingthetraditionalchemicalanalysis,electrochemical
3、analysisandmodemsurfaceanalysistechnologiessuchasX—rayphotoelectronspectroscopy(xes),Augerelectronspectroscopy(AES),glowdischargespectrometry(GDS)andelectronicprobemicro.analysis(EPMA)wereintroduced.Keywords:tinplate;X—rayphotoelectronspectroscopy;augerelectrons
4、pectroscopy;glowdischargespectrometry;electronicprobemicro—analysisFirst-author'saddress:DepartmentofAppliedChemistry.SchoolofChemicalEngineering&Technology.HarbinInstituteofTechnology.Harbin150001.China1前言镀锡板是在低碳薄钢板表面电镀纯锡而成,由于锡金属显着的成型性,可焊性以及无毒性,因此镀锡板在食品包装行业
5、得到了广泛的应用n].虽然目前电镀锡钢板受到了铝,玻璃,塑料等替代材料的挑战,但是电镀锡板仍然在包装行业占有很大的份额.现代化的高速电镀锡生产线能快速地生产高质量的电镀锡卷材和片材,满足食品包装行业的使用需求【2_3】.电镀锡薄钢板成品组成比较复杂,其基本组成示意图如图1[4-5].收稿日期:201O_06_09作者简介:曾林(1985一),男,湖南岳阳人,硕士,研究方向为电镀和表面处理.通讯作者:李宁,教授,博士生导师,(E—mail)lininghit@263.net.图1镀锡钢板组成示意图Figure1Schem
6、aticdiagramofcompositionoftinplatedsteelsheet一般镀锡板浅表层指的是自由锡层顶层及其以上部分,即镀锡板表面20～50nm范围内,包括钝化膜,氧化膜以及自由锡层.由于镀锡层是一个阴极型镀层,镀锡板浅表层的构成会影响到镀锡板的外观,耐蚀性能,涂漆性能以及钎焊性能等l6J,因此镀锡板浅表层的构成对镀锡板的质量至关重要.本文总结了电镀锡薄钢板氧化膜和钝化膜的分析检测方法.这些方法能够较好地了解镀锡板氧化膜和钝化膜的信息,为镀锡板质量问题的解决以及镀锡板质量的改进提供帮助.2氧化膜和钝
7、化膜的组成电镀锡薄钢板表面的氧化膜主要成分为SnO2和SnO.电镀锡薄钢板在储存过程中,表层的自由锡与空气接触会部分氧化形成SnO2.SnO是锡的高温氧化物,主要形成于电镀锡工艺中软熔工艺段.如果软熔温度控制不当,形成大量SnO,镀锡板质量将会受到较大的影响.在实际检测过程中,锡元素的检测既有锡氧化物的检测,也包括自由锡的检测.《镀锡板指南》[7j指出,应将锡氧化物控制在较低的含量,锡氧化物含量过高会对镀锡板质量造成不利影响.与氧化膜相比,钝化膜比较薄,且组成复杂(不同的钝化工艺对钝化膜组成的影响很大).研究表明,钝化
8、膜的组成包括Cr,Cr(OH)3或者Cr(OH)3"nH2O,Cr203和残留的cr(VI).对化学钝化而言,铬总含量较低,为1～3mg/m,主要为Cr(OH)3以及残留的Cr(VI).电镀锡薄钢板氧化膜和钝化膜的分析检测方法而现在常用的阴极钝化工艺所得钝化膜中铬的总含量较高,为5～12mg/m2,其中包括上面提到的所有成分.虽然
