【摘 要】
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镀锡板是一种历史悠久的包装材料,随着锡资源的减少,价格上涨,且与铝罐、玻璃罐等包装材料的竞争压力增大,为降低成本增加竞争力,镀锡板镀锡量朝向极低锡量发展(<1.1 g·m-2),耐蚀性能会因此降低。只有提高耐蚀性能,极低锡量镀锡板才能得以应用。本文通过改善镀锡板上的转化处理工艺,提高极低锡量镀锡板的耐蚀性能。使用扫描电子显微镜和X射线能谱仪对0.5 g·m-2镀锡板的微观形貌进行观察,发现0.5
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镀锡板是一种历史悠久的包装材料,随着锡资源的减少,价格上涨,且与铝罐、玻璃罐等包装材料的竞争压力增大,为降低成本增加竞争力,镀锡板镀锡量朝向极低锡量发展(<1.1 g·m-2),耐蚀性能会因此降低。只有提高耐蚀性能,极低锡量镀锡板才能得以应用。本文通过改善镀锡板上的转化处理工艺,提高极低锡量镀锡板的耐蚀性能。使用扫描电子显微镜和X射线能谱仪对0.5 g·m-2镀锡板的微观形貌进行观察,发现0.5 g·m-2镀锡板表面存在漏铁及锡铁合金区域,会降低镀锡板的耐蚀性能。以耐蚀性能为评价标准,通过正交实验优化镀锡板传统铬酸盐钝化工艺:电流密度为1.5～2 A·dm-2,钝化液p H值为1.5～2.5,温度为45℃,Cr O3浓度为16 g·L-1,钝化时间为4 s。通过EIS交流阻抗谱测试和Tafel极化曲线测试后发现,1.1 g·m-2镀锡板钝化后阻抗值增加19.23倍,自腐蚀电流密度下降83.2%,0.5 g·m-2镀锡板的钝化后阻抗值增加5.47倍,自腐蚀电流密度下降68.8%,表明经铬酸盐钝化更有利于提升1.1 g·m-2镀锡板的耐蚀性能。在锡、铁及锡铁合金三种基体上测试了铬酐体系钝化液的阴极极化曲线和电位时间曲线,测试结果表明铬酐体系钝化液在铁基体上不易成膜。在铬酐体系钝化液的基础上,设计一种能够在锡、铁和锡铁合金上均能较好成膜的磷铬转化工艺,并通过正交实验确定了较佳工艺:16 g·L-1 Cr O3,2 g·L-1Al（H2PO4）3,2 ml·L-1 H3PO4,p H 1.0～2.6,电流密度0.5～1.0 A·dm-2,转化时间4～8 s,转化温度40～50℃。盐雾试验、硫酸铜点滴试验、电化学阻抗谱测试和tafel曲线测试均表明经磷铬处理后的0.5 g·m-2镀锡板,耐蚀性能明显优于经铬酐体系钝化处理后的0.5 g·m-2镀锡板,在盐雾3 h后,0.5 g·m-2镀锡板的盐雾等级仍可达到5级以上,达到了1.1 g·m-2镀锡板的出厂标准。SEM和EDS测试表明磷铬转化膜中含有Cr、P、Al、O等元素,表面存在白色结晶物,可以在一定程度上对漏铁区域进行封孔。通过XPS对磷铬转化膜表面的组成进行分析,表明磷铬转化膜中主要存在三价铬的氧化物及氢氧化物、铝的氧化物及磷酸盐。阴极极化曲线测试结果表明锡、铁和锡铁合金在铬酸盐钝化液和磷铬转化液的变化趋势相同,均具有铬氧化物膜初次建立和铬氧化物二次建立的电流峰,但磷铬钝化液中的铬氧化物二次建立电流峰的电位均正于铬酸盐,这可能是因为磷酸盐的加入促进了六价铬的还原。电位时间曲线表明,在铬酸盐溶液中加入磷酸二氢铝后,铁、锡铁合金及锡基体上均能较好成膜。
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