塍田化学铜材钝化液成分

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锌以还原电位低、价格低廉等优点常被用作钢铁的保护层, 但是由于其化学性质活泼而*被腐蚀,因此通常需要对镀锌层进行钝化处理[ 1] 。六价铬铜材钝化液操作简单、成本低廉、控制简便, 并且所得到的钝化膜有耐蚀性能好、外观漂亮且有自修复能力等优点, 因而得到广泛的应用[ 2~ 3] 。但是, 六价铬是一种剧毒物质, 具有致癌致畸作用, 这些缺点限制了其进一步的使用, 近年来相关部门对六价铬的使用制定了一系列的限制性法规。
未来几年内, 欧盟对六价铬的限制将会对表面处理行业产生深远的影响, 这已经在汽车制造业中形成了一种趋势。欧盟于2000 年9 月在布鲁塞尔签署了一项法令, 规定从2003 年1 月起禁止在车辆材料和部件中使用六价铬。
根据该法令, 每辆汽车仅允许含有不**过2 g 的六价铬[ 2]。欧洲**出版了/ End oflife vehicle0法律草案, 于2003 年7 月正式成为法律条文, 其中有一条就是要求有效的消除镉、汞、铅、六价铬等重金属, 该法案将成为未来欧盟汽车回收业的立法框架[ 4] 。因此寻找一种代替六价铬钝化的方法迫在眉睫。铜材化在许多方面具有与六价铬钝化类似的性质, 毒性却只有六价铬的百分之一, 因此是合适的替代品, 得到了研究者的广泛关注[ 5] 。
铜材钝化液的组成
铜材化的铜材钝化液组成各异, 主要由以下几种组成:
2. 1 三价铬离子
三价铬是钝化膜中形成锌铬氧化物的主要组成部分, 在钝化膜中不溶于水, 强度高, 构成钝化膜的骨架。三价铬离子主要通过两种方法得到, 一种方法是直接由三价铬盐溶解得到, 另一种方法是通过还原六价铬制备。无机类三价铬盐有硫酸铬、硝酸铬、氯化铬等, **类三价铬盐有草酸铬、顺丁烯二酸铬等[ 6~ 7] 。还原六价铬的**类还原剂可以为含有活性羟基、醛基或羧基的物质如甲醇、甲醛等[ 8] , 无机类还原剂有碱金属碘化物、亚铁盐、二氧化硫、过氧化氢和碱金属亚硫酸盐等[ 7] 。
212 络合剂
络合剂的作用是参与形成三价铬的混合配体络合物, 调节水合三价铬离子的动力学稳定性[ 3] 。由于在室温下, 三价铬在水中是以稳定的六水合物的形式存在, 即[ Cr( H2O) 6] 3+ , 其内配位水分子取代反应的速度常数很小[ 9] , 因此必须设法用其它配位体取代水合离子的部分水分子, 以便形成动力学较不稳定的混合配体络合物。以前常用氟进行配位, 形成通式为[Cr(H2O) 6- xFx ]( 3- x) +A- 的含氟水合络合物, 其中A是F-, Cl- Br-, I-, NO-3, SO2-4 , PO3-4 10] 。但是研究发现铬( ó) - 氟- 水络合物比较稳定, 因此为了使铬有效地析出, 应选择配位取代反应速度比氟更快的络合物。
络合物可以是卤素化合物、二羧酸、三羧酸、羟基羧酸、烷基羧酸脂、氨基羧酸等类型, 如氟化物、草酸、甲酸、丙二酸、丁二酸、马来酸、葡萄糖酸、柠檬酸等络合剂 。
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