碱性镀锡故障分析：镀层黑色条纹，后来呈黑色海绵状

发布时间:2015/1/29 8:56:43 来源：禾川化学字体:

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（1）可能原因：电流密度过高

原因分析：阴极电流密度的高低与镀液的温度、锡酸盐浓度、游离碱的含量及锡酸盐类型(钾盐或钠盐)相适应。随阴极电流密度升高，沉积速度加快，阴极电流效率降低。阴极电流密度过高，产生色泽灰暗、黑色条纹、多孔、粗糙的镀层；阴极电流密度过低，沉积速度减小。一般钠盐镀槽为1～2A/dm²；钾盐镀槽用3～5A/dm²。

处理方法：降低阴极电流密度，合理设定电流值。

（2）可能原因：镀液中存在二价锡离子

原因分析：在碱性镀锡液中，锡以Sn(OH)₆^2-形式存在，锡的阴极反应主要是阴络离子直接在阴极上还原，即

Sn(OH)₆^2-+4e^-→Sn+60H^-

若镀液中有二价锡离子存在，它与NaOH反应生成Sn(OH)₄^2-络离子，比四价锡的络离子更容易在阴极还原析出。起初二价锡离子含量少，所以仅产生黑色条纹，当Sn²⁺含量逐步增加时，镀层就呈黑色，甚至出现黑色海绵状镀层。

二价锡离子的来源：①阳极的不正常溶解。其阳极反应为

Sn+40H^--2e^-→Sn(OH)₄^2-

a.碱的含量过高，当碱的含量过高时，阴极电流效率下降，阳极不易保持金黄色半钝化状态，阳极溶解下来的是二价锡；

b.温度过高，溶液温度过高，阳极表面黄绿色膜脱落，容易产生Sn²⁺；

C.电流密度过小，电流密度过小，已形成黄绿色钝化膜溶解，阳极呈灰白色，此时，产生Sn²⁺。

②槽体及附件因漏电而镀上锡，因为锡是两性金属，与NaOH反应生成Sn²⁺；

③溶液蒸发，液面下降，若直接加冷水，锡酸盐水解。应以稀碱液或温水补充。

阳极上黄绿色钝化膜的形成及电镀生产操作：首先使用已配好的锡酸钠镀液，用铁板作阴极，用二倍电流密度通电，然后一个一个挂上锡阳极板，从阳极表面的颜色改变可以看出，涂上了一层金黄色的色调，同时，也可从电流密度的下降以及槽电压的升高显示出来。一旦阳极钝化适宜，电流密度立即减少到正常标准，随后逐一地用镀件取代铁件板阴极，进行电镀。

在电镀时，使镀液不断电连续工作。一部分工件镀好后从槽里取出，同时一部分工件入槽施镀，阳极始终有电流通过，保证足够的阳极电流密度，使阳极处于适宜的钝化状态。在生产将结束时，先取出阳极，再取出工件和关闭电源，以保护阳极上已有的一层黄绿色钝化膜。在没有负载和通电以前，绝不能将阳极放人镀液里，如果由于某种原因阳极表面的黄绿色钝化膜被溶解，必须按前述的方法，在阳极表面再次生成一层适宜的黄绿色钝化膜。

判断Sn²⁺产生的方法：①阳极周围泡沫少时，意味着Sn²⁺已开始产生。因为阳极电流效率不可能维持在100％，正常电解着的阳极总会有氧析出。气体析出产生气泡，搅拌阳极界面的镀液而形成泡沫，若泡沫少就意味着阳极不处于钝态。

②槽电压低于4V。阳极钝化膜存在时，电流通过膜时，电位下降，大约只有2～2.5V，槽液和线路的欧姆压降至少加上2V，因此，当槽电压低于4V时，就意味着阳极没有膜，阳极以亚锡酸盐形式溶解。

③镀液颜色呈灰白色或暗黑色。正常的锡酸盐槽液是白色到草绿色，并根据出现胶状物质的情况，可以从清亮到乳白。由于亚锡酸盐的水解，锡开始沉淀，所以当亚锡酸的含量太多时，槽液会出现灰白色或暗黑色

2Sn(OH)₄^2-→Sn+Sn(OH)₆^2-+20H^-

处理方法：加入1～1.5mL/L双氧水氧化Sn²⁺，同时减小阳极面积，使阳极重新恢复到半钝化状态的黄绿色膜。

日常维护：a.阳极挂一部分钢或镍不溶性阳极板，这些不溶性阳极板上析氧，将二价锡离子氧化成四价锡离子；

b.经常加0.2～0.4mL/L的双氧水，使Sn²⁺氧化成Sn⁴⁺，然后通电处理。

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