【技术篇】—— 、发沙的解决方案(第二期）
文章类型：SMT，
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、结块的现象是溶剂挥发造成固体成分变高的结果？其实这里面牵涉到“腐蚀““热力学”“自由能” “电化学”“等诸多更深刻的概念。
阅读本文，从此不再图样图森破！
”
了解焊锡膏的腐蚀及常用钝化方法
在上一期中，小编向各位介绍了焊锡膏在存储或使用中出现粘度变化，表观沙化、发粗，甚至发干和结块等现象的根源——腐蚀，这一期我们了解一下焊锡膏中发生的常见腐蚀类型及其防护方法。
01
腐蚀的类型
一般金属的腐蚀分类方法很多
按腐蚀环境可将腐蚀分成三类：
- 湿蚀：包括水溶液腐蚀、大气腐蚀、土壤腐蚀和化学药品腐蚀等；
- 干蚀：包括高温氧化、硫腐蚀、氢腐蚀、液态金属腐蚀、熔盐腐蚀、羧基腐蚀等；
- 微生物腐蚀：包括细菌腐蚀、真菌腐蚀、硫化菌腐蚀、藻类腐蚀等。
按腐蚀形态可将腐蚀分为全面腐蚀和局部腐蚀两类：
腐蚀分布在整个金属表面上（包括较均匀的和不均匀的）称为全面腐蚀；
腐蚀局限在金属的某一部位则称为局部腐蚀。
在全面腐蚀过程中，进行金属溶解反应和物质还原反应的区域都非常小，甚至是超显微结构的，阴、阳极区域的位置不固定，在腐蚀过程中随机变化，结果使腐蚀分布相对均匀，危害也小；而在局部腐蚀过程中，阴极区域和阳极区域是分开的，通常阴极区面积相对较大，阳极区面积很小，结果使腐蚀高度集中在微小局部区域，腐蚀强度大，危害严重。
对于焊锡粉而言，主要是焊锡粉局部腐蚀，包括以下5类
点蚀
在点或者孔穴类的小面积上的腐蚀叫“点蚀”。一些依赖钝化而抗蚀的金属，在有卤素离子（Cl-、Br-）或ClO3-等特定离子的溶液中，只要腐蚀电位超过点蚀电位Eb，就会产生点蚀。
缝隙腐蚀
焊锡粉表面上由于存在异物或结构上的原因而形成缝隙，缝隙的存在使得缝隙内溶液中与腐蚀有关的物质迁移困难，有此而引起的缝隙内金属腐蚀，称为缝隙腐蚀。几乎所有的金属都可能产生缝隙腐蚀，在含有卤素的离子的溶液中最易发生。缝隙腐蚀发生后会使腐蚀沿着原缝隙快速进行。
晶间腐蚀
沿着合金晶界区发展的腐蚀。由于晶界处位错较多，杂质及微量元素易于在晶界富集，造成晶界处电极电位差异较大，易产生原电池反应高密区。
丝状腐蚀
焊锡粉表面钝化膜不够致密和有缺陷时，暴露在潮湿的大气中时，由金属表面渗透水分和空气而发生腐蚀，腐蚀产物呈丝状纤维网样，这种腐蚀成为丝状腐蚀。这在锡膏制备过程中，潮湿的空气未充分抽除表现明显，腐蚀机理一般认为是氧的浓差电池作用，具有缝隙腐蚀的特征。
应力腐蚀
在有应力和腐蚀介质的联合作用下引起的一种破坏。应力腐蚀的三要素是应力、腐蚀介质和应力腐蚀敏感的金属。在焊锡粉快速凝固过程中或锡膏制备时有可能产生残余应力或受到外力作用，在有助焊剂介质的条件下有可能产生应力腐蚀。
图1 典型焊锡粉颗粒表面缺陷及腐蚀形态
02
防止锡粉腐蚀—钝化
什么是钝化：从热力学角度讲，绝大多数金属在通常的介质中都会自发地被腐蚀。可是金属表面在某些介质环境下会发生一种阳极反应受阻的现象，即钝化。钝化大大降低了金属的腐蚀速度，增加了金属的耐蚀性。
钝化图
因此，若能在金属（焊锡粉）表面生成或制备一层表面保护膜，把金属（焊锡粉）表面遮盖起来，则可以防止或降低金属（焊锡粉）的腐蚀。并且通过典型的金属阳极极化曲线（图2）可以看出，金属作为阳极（负极）具有明显的钝态区，因而，控制焊锡粉表面的电极电位是能够实现其表面钝化的。
03
钝化原理及方法
关于钝化的耐蚀机理，目前主要有两种理论，即薄膜理论和吸附理论：
- 薄膜理论认为：金属或合金腐蚀时在表面生成了一层非常薄的保护膜，它阻止了阳极反应的进行，这种薄膜称为钝化膜。
- 吸附理论认为：金属或合金表面吸附了氧，这些氧的一部分被金属中的电子偶极化，成为电偶极子，其带正电的一端在金属表面上。氧会优先吸附于金属表面活性最大的一些点上，从而降低阳极活性，抑制腐蚀的进行。
钝化的方法：
- 提高材料热力学稳定性：材料的热力学稳定性是由整个腐蚀体系决定的，因此要提高其稳定性可以从两个方面着手：在焊料合金中加入电位较正的合金元素；二是降低助焊膏的腐蚀性，更换活性剂种类或将活性剂用钝态有机物包覆形成微胶囊结构，隔绝腐蚀介质与焊锡粉直接接触。
- 增强阳极极化的防腐蚀方法：在合金中加入容易钝化且易引起“集肤效应”的元素，使其易于在表面钝化（类似于不锈钢），或向腐蚀介质（助焊膏）中加入阳极性缓蚀剂。
- 增强阴极极化的防腐蚀方法：这种方法主要包括阴极性缓蚀剂的使用；减少和改善合金中阴极性杂质的数量和分布；用外加电荷等进行阴极保护等。
- 物理隔离：借助助焊剂中的缓释剂或有机高分子，优先将焊锡粉包裹，从微观上来说，绝对致密的包覆层是不存在的，因此这种隔离只能是相对的。为了提高包覆层的抗渗性，应尽可能选用透气小、憎水性好、屏蔽性大的成膜物质，并从缓蚀剂的极性上优选与金属基体结合性好的物质。
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这一期小编为大家介绍了焊锡膏在粘度上升、沙化、发干、结块等变质过程中的腐蚀类型，并重点从焊锡粉的角度剖析其表面的钝化防腐方法。
下一期，小编将为大家提供一种根据钝化原理提出的能够彻底解决锡膏发干、发沙现象的解决方案，敬请期待。
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