钎料合金及其接头在模拟土壤盐溶液中的浸出行为

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随着电子技术的发展,越来越多的电子产品被淘汰,现今地下填埋是电子废弃物的主要处理方式,可由于土壤中各种腐蚀介质的存在,会促使电子废弃物中钎料重金属元素的浸出,造成环境和地下水的污染,而地下水又是我们饮用水的主要来源,最终有毒有害的物质进入人体,对我们的健康产生危害,因此研究电子废弃物中钎料重金属元素的浸出行为对治理环境的污染和保证人类的健康非常重要。本文选用广泛应用在电子封装业中的Sn-0.75Cu,Sn-3.5Ag-0.75Cu和Sn-37Pb钎料合金及它们的钎焊接头为对象,研究了它们在模拟土壤3.5%NaCl溶液,NaCl-Na2SO4溶液,NaCl-Na2SO4-Na2CO3溶液中的浸出与电化学腐蚀行为,其结果可以概括如下:1、钎料合金及钎焊接头在盐溶液中浸出后重金属元素的浸出量均随着浸出时间的增加而增加,并且钎料合金在NaCl-Na2SO4-Na2CO3混合溶液中重金属元素的浸出量最高,而钎焊接头在3.5%NaCl溶液中的浸出量最高。2、钎料合金在3.5%NaCl和NaCl-Na2SO4溶液中浸出后重金属元素的浸出量低于钎焊接头,而在NaCl-Na2SO4-Na2CO3混合溶液中却是高于钎焊接头(Cu除外),这主要与两个方面有关,一是与电偶腐蚀的发生有关;二是与表面腐蚀产物的形貌和结构有关。3、钎料合金在盐溶液中浸出后Sn, Pb的浸出量较多,Ag, Cu的浸出量很少,钎焊成接头后,Sn, Pb, Cu的浸出量很多,而Ag的浸出量仍然很少。4、钎料合金在3.5%NaCl和NaCl-Na2SO4溶液中动电位极化后具有相同的电化学性质,Sn-37Pb钎料合金的耐蚀性最好,Sn-0.75Cu钎料合金的耐蚀性最差;而在NaCl-Na2SO4-Na2CO3混合溶液中却是Sn-3.5Ag-0.75Cu钎料合金的耐蚀性最好,并且钎料合金在NaCl-Na2SO4-Na2CO3混合溶液中的耐蚀性比另外两种盐溶液的耐蚀性要差。5、钎料合金的浸出规律与电化学特性具有一致性,表现在钎料合金在盐溶液中浸出后主要元素Sn的浸出量越高,对应其钎料合金活性溶解时的腐蚀电流密度也越大。6、钎料合金在3.5%NaCl和NaCl-Na2SO4溶液中浸出后表面生成的腐蚀产物较少,在NaCl-Na2SO4-Na2CO3混合溶液中表面生成的腐蚀产物很多且厚,钎焊成接头后,接头表面生成的腐蚀形貌特征刚好与钎料合金相反,其腐蚀产物主要是由Sn4(OH)6Cl2相组成。钎料合金在3.5%NaCl和NaCl-Na2SO4溶液中动电位极化后,表面生成了较多且很致密的腐蚀产物,其腐蚀产物主要是由Sn3O(OH)2Cl2和Sn3OSO4(OH)2相组成。
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