腐蚀的概念

在一般人的观念,腐蚀就是指生锈,或者腐蚀就是氧化造成的,其实并不那么单纯.钢铁及其合金的腐蚀现象才能称之为生锈(生铁锈),而单纯的氧(或者是单纯的水)是无法腐蚀金属的.环境是造成金属腐蚀的最大因素,人们常接触的环境就是大气,即使单纯的大气也因乡村.都市.工业区.沙漠.寒带.热带.海上(海边)等而有很大的差异,进而影响腐蚀的速率。

空气中引起的腐蚀的主要成分为氧气,水气和有害杂质.金属在大气中的腐蚀过程是一种电化学过程,当大气中水气附着在金属表面形成薄薄的水(成为电解液),如果再吸收大气中的氧及有害杂质(如SO2,CO2,Cl-)以后,就会使金属的电化学腐蚀加速的进行.因此金属在干燥的空气中是不会有腐蚀作用的,以及金属在没有氧的水中也不会有腐蚀作用.

 腐蚀的形态

绝大部分金属的腐蚀进程均有电子的移转行为,因此可以视为一种电化学反应,腐蚀性的分类法很多,在此就以Fontana式的分类四,来简单说明其八大腐蚀形态.(如附图)

1)均匀腐蚀:这是最简单的一种腐蚀,金属表面出现一层均匀的腐蚀产物,一般钢铁在大气中的生锈均属于均匀腐蚀.

2)伽凡尼腐蚀:或称之为异种金属腐蚀,两种不同金属偶和接触时,化学性质活泼的金属会加速腐蚀,惰性比较大的的金属则减慢腐蚀,如电镀层所产生的腐蚀就是属于此类.

3)间隙腐蚀:金属的间隙处因滞留不通,缺少氧气,形成氧浓度差电池,特别容易腐蚀,如钢管凸缘和垫圈接触的地方,如果有盐渗入,则间隙腐蚀会加速恶化.

4) 孔穴腐蚀:简称孔蚀,他发生在钝化金属,(如不锈钢),在氯离子溶液中(海上或者海边)会发生极度集中的腐蚀,在表面形成四处散布的孔穴,原因一是氯离子半径很小,很容易穿过保护膜(氧化膜)造成腐蚀,其二氯离子的水和能很小,容易被金属吸附,阻碍金属与氧化剂的作用.

5)晶界腐蚀:金属晶界附近的化学活性比较强,因此容易发生腐蚀.如金属焊接处因受高温而原有晶格重排.

6)选择性侵蚀:合金中的某一元素被选择性的侵蚀,通常是化学性质活泼的成分被淬取出来,如黄铜为锌铜合金,在一般水溶液环境,其中的锌因腐蚀而单独析出.

7)冲磨腐蚀:金属在流动的腐蚀环境中,因为冲击而产生的加速腐蚀结果.如金属管的转弯道处.

8)应力腐蚀:当应力与腐蚀同时存在,金属将会逐渐在达到断裂之前提早破裂.如振动的振幅是一种应力的存在,它会加速腐蚀的进行.

腐蚀的因素

所以对电镀层的腐蚀可以说大部分为伽凡尼腐蚀效应所致,然而在电镀层的抗腐蚀的高低则决定于下列四项要素:

1.)第一项为镀层本之化学性质.如果镀层的活性比底层大,则镀层本身易受腐蚀.

2)第二项为镀层只厚度.镀层只抗蚀性常为镀层厚度之线性函数.镀层厚度越厚 抗蚀性越好.

3)第三项为镀层的孔隙度.镀层雖然为一肉眼观这完整密致的金属膜.但是放大观之.仍有许多裂缝孔穴。

4)第四项为镀层身处的环境。再小的，再少的孔隙度的镀层，再厚的镀层，若遇上恶劣的环境(潮湿，氧气，游离酸雾等)，一样也抵挡不了腐蚀。

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尽管金的价格昂贵，但由于它优越的物理化学性能，特别是电阻率低、不易氧化而成为优良的电接触材料，在电子工业中广为应用。如做印刷电路版的插件、集成线路框架的引线、继电器防腐导电面和触点。目前，金的代用材料是钯及其合金，但钯不能完全代替金，尤其在高真空条件下的应用。金膜能透过可以光、反射红外光和无线电波，能做光线选择过滤器及无线电波反射器。

金膜能用物理沉积法和电镀法获得，近年才开始的化学镀金，因其工艺简单而发展较快。一般文献上把化学镀贵金属分成三种类型，即置换（galvanic displacemat）、自催化（autocatalytic）及基体催化（substrate catalytic）。这种分类方法显然不够完善，因一般的化学氐是专指自催化过程。置换法是很容易与后两种催化过程相区别，但后两种过程因溶液中都含有还原剂就难以区分了。最简单的区分办法是把只在金基材上镀金的过程称为自催化。较老的化学镀金液配方均非自催化过程。只有催化反应才能使沉积过程同时连续进行，可以得到几个微米厚且基本无孔的膜层。不些沉积过程同时兼有几种类型的反应，用肼做还原剂在镍基体上施镀即兼有上述三种过程。

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镀金产品会有很多原因引起腐蚀，这在电镀中是一个很重要的问题，那么如何防蚀呢，由于电镀规格乃为无法改变的事实，我们就针对制程上，环境上提出一些治本治标的方法，作为参考。

(1)如何降低孔隙度：

1.降低电流密度。在合适的电流密度与产速作一平衡调整。也就是说若希望快速生产下必须加长电镀时间(电镀槽长)，尽量少用极高电流密度。

2.加电镀时间的搅拌能力，降低针孔发生率，或适时添加适量湿润剂。

3.用脉冲整流器，让镀层结晶颗粒细致，孔隙缩小。

4.间镀层电镀膜厚在规格范围内(如镍)，尽量电镀在上限膜厚。

5.用有机薄膜的封孔剂(因考虑电接触性能)，建议使用非水溶性的封孔剂，因日后阻绝水分能力较强。

(2)如何加强环境：

1.电镀完成后，务必用纯水清洗干净(特别是在强酸电镀流程)，必要时可以搭配切水功能及使用超纯水。

2.生产后尽量不要用手直接接触镀层。因为人的手有汗液，汗液中除水分外，还有盐类，钾钙镁，尿酸，尿素，液体脂肪，乳酸，柠檬酸等的混合液，当汗液与镀层表面接触时，会在金属表面形成汗膜，对金属起电化学腐蚀，若工作中无法避免手接触，则建议每隔两小时以肥皂清洗一次，并且擦拭干燥，或者涂上生物手套，以便暂时控制汗液的分泌。

3.电镀后的制品应立即撤除电镀现场(车间)。因为电镀现场的酸气。湿气，温度都相当高，会加速镀层的腐蚀。

4.储存，检验电镀品的环境，应随时保持恒温，低湿度，干燥的空气。装设空调，除湿机，防止灰尘进入，因为灰尘中含有大量的碳，容易吸收 空气中的二氧化硫，加速腐蚀。

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