镀层的腐蚀与防腐之五4加强环境的手汗影响.docx
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镀层的腐蚀与防腐之五4加强环境的手汗影响
镀层的腐蚀与防腐之五4加强环境的手汗影响
第八章、镀层的腐蚀与防蚀
一.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，空气中引起腐蚀的主要成份为氧气
、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膜（成为电解液），如果再吸收大气中的氧及有害杂质
（如SO2、CO2、Cl2、NO2⋯等）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，以及金属在没有氧的水中也不会有腐蚀作用。
二.腐蚀的形态：
绝大部份金属的腐蚀过程均有电子的移转行为，因此可以视为一种电化学反应。
腐
蚀的分类法很多，在此就以Fontana式的第四分类，来简单说明其八大腐蚀形态。
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，惰性比较大的金属则减慢腐蚀，如电镀层所产生的腐蚀即是
属于此类。
3.间隙腐蚀：
金属的隙缝处因滞流不通，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地方，如果有盐类渗入，则间隙腐蚀会加速恶化。
4.孔穴腐蚀：
简称孔蚀，它发生在钝化金属（如不锈钢），在氯离子溶液中（海上
或海边）会发生极度集中的腐蚀，在表面形成四处散步的孔穴。
原因其一是氯离
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
，容易被金属吸着，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变异。
6.选择性侵蚀：
合金中的某一元素被选择性的侵蚀，通常是化学性活泼的成份被淬
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
管之转弯道处。
8.应力腐蚀：
当应力与腐蚀环境同时存在，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。
三.腐蚀的因素：
对电镀层之腐蚀可以说大部分为伽凡尼腐蚀效应所致（电池效应），然而在电镀层的
抗腐蚀之高低则决定下列五项因素：
1.第一项为镀层本身化学性质。
如果镀层的活性比底层大，则镀层本身易遭受腐蚀。
例如镍上镀锡，由于锡比镍活泼，所以锡镀层会先腐蚀。
2.第二项为镀层之厚度。
镀层之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。
镀层虽然为一肉眼观之完整密致之金属膜，但是放大观
之，仍有许多裂缝孔穴。
孔隙度越大耐蚀性越差，如下图：
a区镍镀层的膜厚虽然
高达150μ〞，但是耐蚀性却比b区60μ〞的镍层还差。
高电流区的穿孔腐蚀
a區
b區高电流区的穿孔腐蚀
4.第四项为镀层身处的环境。
再小的、再少的孔隙度之镀层，再厚之镀层，若遇上
恶劣的环境（潮气、高温、游离酸雾等），一样抵挡不了腐蚀。
也就是为什么每
年在3~9月份，镀层的腐蚀会特别严重，因为气温高、湿气重（夹带酸气）、CO2高。
5.第五项为电位差（电池效应）。
当二层金属电位差非常大时，其腐蚀效应会加速的
进行。
因为电位差即是一个能量，能量越大反应速率就越快，例如镍上镀薄金，
由于薄金不具有防蚀能力（太薄孔隙度大），镍与薄金电位差非常大（约2V的直流
电），所以腐蚀速度就会加快，又因为镍比金活泼（金层未污染下），所以镍层先行
腐蚀（白色）。
若腐蚀未及时抑制，则后续就更会引发穿孔腐蚀，也就是会腐蚀至
铜合金层。
如下图为：
黄铜底材/镀镍56μ〞/镀金1μ〞，左半部有封孔处理，右半部无封孔处理，经过72小时盐雾试验后，很明显镀了薄金反而耐蚀性变差了。
盐雾试验72H
四.连接器电镀的腐蚀：
（以下为镀层无污染情形下）
在连接器的电镀经常见到的电镀腐蚀：
1.铜合金（黄铜、磷青铜）／镀镍：
铜合金会先腐蚀（黑色、绿色物）。
2.铜合金（黄铜、磷青铜）／镀镍／镀金：
初期镍先腐蚀（白色、绿色物），最终为
铜合金腐蚀（黑色、绿色物）。
3.铜合金（黄铜、磷青铜）／镀镍／镀锡：
锡会被腐蚀（灰黑色物）。
4.铁材／镀铜／镀镍：
铁材被腐蚀（红棕色物）。
5.铁材／镀铜／镀锡：
初期锡先腐蚀（灰黑色物），最终为铁材腐蚀（红棕色物）。
五.如何防蚀：
由于电镀规格乃为无法改变之事实，我们就针对制程上、环境上提出一些治本与治
标之方法，作为参考。
1.降低镀层孔隙度：
A.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
速生产下必需加长电镀时间，尽量以增设镀槽数量，而少用极高电流密度。
或
是多利用遮蔽技术，降低局布高电流密度区的电流。
B.增加电镀时之搅拌能力，降低针孔发生率或适时添加适量湿润剂。
C.使用脉冲整流器，让镀层结晶颗粒细致，孔隙缩小。
D.中间镀层电镀膜厚在规格范围内（如镍），尽量电镀在上限膜厚。
E.使用有机薄膜之封孔剂（因考虑电接触性能），建议使用非水溶性之封孔剂，除了可以去除端子的水份外，还可以阻绝日后大气中的潮气。
2.加强前处理：
A.加强脱脂能力，脱脂不完全会发生针孔现象（如下图）。
选择除油能力比较强的
脱脂剂，但是不可以咬伤素材，或是从操作方法去改善。
如果冲压厂愿意配合
的话，最好是使用容易去除的冲压油（慢挥发溶剂）。
脱脂不良的针孔
B.保护好素材，避免素材被腐蚀而产生腐蚀物。
一旦发现素材有腐蚀物，又无法
使用活化酸去除时，必须使用抛光液进行去除腐蚀物，否则残留腐蚀物将来一
定会扩散至镀层上。
3.控制金镀液的杂质：
A.尽量避免镍带入金槽，建议金槽中总硬化剂含量（包含钴、镍、铁），不要超过金含量的30%以上，特别是薄金槽。
该项管制主要是防范单纯的金层腐蚀。
下图为单纯的金层腐蚀，可以从剥金后的镍层，依然完好，完全没有穿孔腐蚀，或
是镍层腐蚀现象。
当然此时若无抑制继续腐蚀时，将来也会引发穿孔腐蚀。
剥金前剥金后
B.金层用于焊锡用途时，因为需要高纯度金层，请使用纯金药水，或是使用低钴
之金药水，并持续追踪杂质含量，一旦杂质超标时，应适时换缸或纯化处理。
4.加强环境：
A.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，尚
有盐分、钾钙镁、尿酸、尿素、液体脂肪、乳酸、柠檬酸等之混合微酸液。
当
汗液与镀层表面接触时，会在金属表面形成汗液膜，对金属起电化学腐蚀。
若
工作中无法避免手接触，则建议每隔二小时以肥皂清洗一次，并且擦拭干燥。
或是招聘收料人员时，尽量挑选手心比较干燥的人。
B.电镀槽区务必要与收料区完全隔离，入出口最好采用开门式，不要使用防尘胶
条，这样隔离性会较佳。
另外从电镀槽区进入收料区之入口处，加设风扇吹走
人身上的酸雾气，避免将酸雾带入收料区。
C.电镀后之制品应立即撤出电镀现场（车间）。
因为电镀车间的酸气（特别是镀
锡的磺酸雾、湿气、温度都相当高，会加速镀层的腐蚀。
如下图即为金层在镍污染下（镍约2%），被镀锡区风刀吹出的磺酸雾附着，三天后所产生的金层腐蚀现象。
磺酸雾的金层腐蚀
D.储存、检验电镀品的环境，应随时保持恒温、低湿度、干净的空气。
装设空调
、除湿机，防止灰尘进入。
因为灰尘中含有大量的碳，容易吸收空气中之二氧
化硫等酸气，而造成加速腐蚀。
E.电镀完成品最好再使用塑料袋包装，可以的话使用抽真空包装。
特别是出口走
海运时，务必一定要做抽真空包装，以避免海上的高温、高湿、高盐份。
一般常用金属在海水中的伽凡尼腐蚀电位顺序
活性度
纯金属的标准电极电位
★Platinum白金
★Glod黄金
★Graphite石墨
★Titanium钛
★Silver银
◎Chlorimet3（62-Ni、18-Cr、18-Mo）
◎HastelloyC（62-Ni、17-Cr、15-Mo）
◎18-8Mostainlesssteel（304L钝化）
◎18-8stainlesssteel（304钝化）
◎Chromiumstainlesssteel11~30%Cr（钝化）
◎Inconel（钝化）（80-Ni、13-Cr、7-Fe）
★Nickel（钝化镍）
★Silversolder
◎Monel（70-Ni、30-Cu）
◎Cupronickels（60~90-Cu、40~10-Ni）
◎Bronzes（Cu-Sn）青铜
★Copper纯铜
◎Brasses（Cu-Zn）黄铜
◎Chlorimet2（66-Ni、32-Mo、1-Fe）
◎HastelloyB（60-Ni、30-Mo、1-Mn）
◎Inconel（活化）
★Nickel（活化镍）
★Tin锡
★Lead铅
★Lead-Tinsolder锡铅
◎18-8Mostainlesssteel（活化）
◎18-8stainlesssteel（活化）
◎Ni-Resist（highNicastiron）
◎Chromiumstainlesssteel13%Cr（活化）
★Castiron铸铁
★Steeloriron钢铁
◎2024aluminum（4.5-Cu、1.5-Mg、0.6-Mn）
★Cadmium镉
★Commercillypruealuminum
★Zinc锌
★Magnesiumandalloy锰合金
惰性或阴极
活性或阳极
AuAu++1.680V
AuAu+3+1.498V
PtPt+2+1.200V
PdPd+2+0.987V
AgAg++0.799V
HgHg+2+0.789V
CuCu++0.520V
CuCu+2+0.337V
AsAs+3+0.300V
BiBi+3+0.200V
SbSb+3+0.150V
H2H+0.000V
FeFe+3-0.040V
PbPb+2-0.126V
SnSn+2-0.136V
NiNi+2-0.250V
CoCo+2-0.277V
TlTl+2-0.336V
InIn+3-0.340V
CdCd+2-0.402V
FeFe+2-0.441V
CrCr+2-
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