Sn基焊料在土壤環(huán)境中的腐蝕與浸出行為研究.pdf

1、博士學(xué)位論文Sn基焊料在土壤環(huán)境中的腐蝕與浸出行為研究ResearchonCorrosionandLeachingBehaviorofSn—basedSolderinSoiIEnvironment學(xué)號：11205002答辯日期：大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文摘要大量廢棄電子信息產(chǎn)品在回收填埋過程中因酸性廢液排放及酸雨作用，導(dǎo)致重金屬元素在土壤中浸出，進而引發(fā)環(huán)境污染。對于廢棄

2、電子信息產(chǎn)品中的金屬零部件而言，腐蝕是發(fā)生重金屬元素浸出的本質(zhì)原因。然而，不同領(lǐng)域的研究者的側(cè)重點不同，環(huán)境研究者僅關(guān)注重金屬元素在土壤和水中的遷移特性，材料研究者注重的是金屬材料本身的耐蝕性及電化學(xué)行為，使得金屬在土壤中的腐蝕及浸出的交叉領(lǐng)域的研究相對較少。為此，需要對金屬的腐蝕與重金屬元素浸出開展合理的實驗設(shè)計，闡述重金屬在土壤中腐蝕和浸出行為的歷程，并深入揭示金屬腐蝕電化學(xué)特性表界面腐蝕產(chǎn)物重金屬元素浸出遷移特性的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。本工作

3、基于廢棄電子信息材料腐蝕及對環(huán)境污染情況調(diào)查的基礎(chǔ)上，以常見的sn基電子焊料為對象，通過土壤填埋條件下的淋溶實驗，研究了溶液的成分、濃度以及焊料成分對重金屬元素浸出行為的影響，分析了浸出過程中焊料表面腐蝕產(chǎn)物的組成及特征，結(jié)合焊料在溶液中的腐蝕電化學(xué)特性，闡明了焊料在淋溶酸性溶液條件下的腐蝕電化學(xué)機制，以及腐蝕與重金屬元素遷移的關(guān)聯(lián)機制。主要結(jié)論如下：(1)闡明了Sn基焊料在淋溶不同成分的溶液條件下的重金屬元素浸出規(guī)律：Sn基焊料在淋溶

4、H2S04HN03、H2S04HCl、HN03HCl溶液條件下Sn元素均有明顯的浸出，且SnCu焊料中Sn元素浸出量高于SnPb焊料中Sn元素浸出量。Pb元素的浸出量與溶液中是否存在S042一離子有關(guān)，在含有s042。的溶液中Pb元素浸出量較低，且Pb元素浸出量隨著$042濃度的增加而降低；而在不含$042的HN03HCI溶液條件下，Pb元素浸出量明顯提高。(2)闡明了酸性溶液中S042、N03一和C1一離子對Sn和Pb元素浸出的作用規(guī)

5、律及機制：C1一和S042對jSn元素浸出影響大于N03一，這是由于Sn與C1‘、S042一活性反應(yīng)生成易溶于水的Sn2；N03一對Pb元素浸出的影響大于S042_和C1一，其原因在于Pb與N03一活性反應(yīng)生成易溶于水的Pb2，這三種離子混合時，當(dāng)溶液中有S042存在時，Pb元素與S042一反應(yīng)生成難溶于水的PbS04，導(dǎo)致Pb元素浸出量很低，而當(dāng)溶液中不含S042’時，N03一和Cl一與Pb元素反應(yīng)生成易溶于水Pb2，因此Pb元素浸出