【技術篇】—— 、發沙的解決方案(第二期）
文章類型：SMT，
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、結塊的現象是溶劑揮發造成固體成分變高的結果？其實這裡面牽涉到“腐蝕““熱力學”“自由能” “電化學”“等諸多更深刻的概念。
閱讀本文，從此不再圖樣圖森破！
”
瞭解焊錫膏的腐蝕及常用鈍化方法
在上一期中，小編向各位介紹了焊錫膏在存儲或使用中出現粘度變化，表觀沙化、發粗，甚至發乾和結塊等現象的根源——腐蝕，這一期我們瞭解一下焊錫膏中發生的常見腐蝕類型及其防護方法。
01
腐蝕的類型
一般金屬的腐蝕分類方法很多
按腐蝕環境可將腐蝕分成三類：
- 溼蝕：包括水溶液腐蝕、大氣腐蝕、土壤腐蝕和化學藥品腐蝕等；
- 幹蝕：包括高溫氧化、硫腐蝕、氫腐蝕、液態金屬腐蝕、熔鹽腐蝕、羧基腐蝕等；
- 微生物腐蝕：包括細菌腐蝕、真菌腐蝕、硫化菌腐蝕、藻類腐蝕等。
按腐蝕形態可將腐蝕分為全面腐蝕和局部腐蝕兩類：
腐蝕分佈在整個金屬表面上（包括較均勻的和不均勻的）稱為全面腐蝕；
腐蝕侷限在金屬的某一部位則稱為局部腐蝕。
在全面腐蝕過程中，進行金屬溶解反應和物質還原反應的區域都非常小，甚至是超顯微結構的，陰、陽極區域的位置不固定，在腐蝕過程中隨機變化，結果使腐蝕分佈相對均勻，危害也小；而在局部腐蝕過程中，陰極區域和陽極區域是分開的，通常陰極區面積相對較大，陽極區面積很小，結果使腐蝕高度集中在微小局部區域，腐蝕強度大，危害嚴重。
對於焊錫粉而言，主要是焊錫粉局部腐蝕，包括以下5類
點蝕
在點或者孔穴類的小面積上的腐蝕叫“點蝕”。一些依賴鈍化而抗蝕的金屬，在有鹵素離子（Cl-、Br-）或ClO3-等特定離子的溶液中，只要腐蝕電位超過點蝕電位Eb，就會產生點蝕。
縫隙腐蝕
焊錫粉表面上由於存在異物或結構上的原因而形成縫隙，縫隙的存在使得縫隙內溶液中與腐蝕有關的物質遷移困難，有此而引起的縫隙內金屬腐蝕，稱為縫隙腐蝕。幾乎所有的金屬都可能產生縫隙腐蝕，在含有鹵素的離子的溶液中最易發生。縫隙腐蝕發生後會使腐蝕沿著原縫隙快速進行。
晶間腐蝕
沿著合金晶界區發展的腐蝕。由於晶界處位錯較多，雜質及微量元素易於在晶界富集，造成晶界處電極電位差異較大，易產生原電池反應高密區。
絲狀腐蝕
焊錫粉表面鈍化膜不夠緻密和有缺陷時，暴露在潮溼的大氣中時，由金屬表面滲透水分和空氣而發生腐蝕，腐蝕產物呈絲狀纖維網樣，這種腐蝕成為絲狀腐蝕。這在錫膏製備過程中，潮溼的空氣未充分抽除表現明顯，腐蝕機理一般認為是氧的濃差電池作用，具有縫隙腐蝕的特徵。
應力腐蝕
在有應力和腐蝕介質的聯合作用下引起的一種破壞。應力腐蝕的三要素是應力、腐蝕介質和應力腐蝕敏感的金屬。在焊錫粉快速凝固過程中或錫膏製備時有可能產生殘餘應力或受到外力作用，在有助焊劑介質的條件下有可能產生應力腐蝕。
圖1 典型焊錫粉顆粒表面缺陷及腐蝕形態
02
防止錫粉腐蝕—鈍化
什麼是鈍化：從熱力學角度講，絕大多數金屬在通常的介質中都會自發地被腐蝕。可是金屬表面在某些介質環境下會發生一種陽極反應受阻的現象，即鈍化。鈍化大大降低了金屬的腐蝕速度，增加了金屬的耐蝕性。
鈍化圖
因此，若能在金屬（焊錫粉）表面生成或製備一層表面保護膜，把金屬（焊錫粉）表面遮蓋起來，則可以防止或降低金屬（焊錫粉）的腐蝕。並且通過典型的金屬陽極極化曲線（圖2）可以看出，金屬作為陽極（負極）具有明顯的鈍態區，因而，控制焊錫粉表面的電極電位是能夠實現其表面鈍化的。
03
鈍化原理及方法
關於鈍化的耐蝕機理，目前主要有兩種理論，即薄膜理論和吸附理論：
- 薄膜理論認為：金屬或合金腐蝕時在表面生成了一層非常薄的保護膜，它阻止了陽極反應的進行，這種薄膜稱為鈍化膜。
- 吸附理論認為：金屬或合金表面吸附了氧，這些氧的一部分被金屬中的電子偶極化，成為電偶極子，其帶正電的一端在金屬表面上。氧會優先吸附於金屬表面活性最大的一些點上，從而降低陽極活性，抑制腐蝕的進行。
鈍化的方法：
- 提高材料熱力學穩定性：材料的熱力學穩定性是由整個腐蝕體系決定的，因此要提高其穩定性可以從兩個方面著手：在焊料合金中加入電位較正的合金元素；二是降低助焊膏的腐蝕性，更換活性劑種類或將活性劑用鈍態有機物包覆形成微膠囊結構，隔絕腐蝕介質與焊錫粉直接接觸。
- 增強陽極極化的防腐蝕方法：在合金中加入容易鈍化且易引起“集膚效應”的元素，使其易於在表面鈍化（類似於不鏽鋼），或向腐蝕介質（助焊膏）中加入陽極性緩蝕劑。
- 增強陰極極化的防腐蝕方法：這種方法主要包括陰極性緩蝕劑的使用；減少和改善合金中陰極性雜質的數量和分佈；用外加電荷等進行陰極保護等。
- 物理隔離：藉助助焊劑中的緩釋劑或有機高分子，優先將焊錫粉包裹，從微觀上來說，絕對緻密的包覆層是不存在的，因此這種隔離只能是相對的。為了提高包覆層的抗滲性，應儘可能選用透氣小、憎水性好、屏蔽性大的成膜物質，並從緩蝕劑的極性上優選與金屬基體結合性好的物質。
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這一期小編為大家介紹了焊錫膏在粘度上升、沙化、發乾、結塊等變質過程中的腐蝕類型，並重點從焊錫粉的角度剖析其表面的鈍化防腐方法。
下一期，小編將為大家提供一種根據鈍化原理提出的能夠徹底解決錫膏發乾、發沙現象的解決方案，敬請期待。
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