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學號：11205002答辯日期：大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學博士學位論文摘要大量廢棄電子信息產品在回收填埋過程中因酸性廢液排放及酸雨作用，導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原因。然而，不同領域的研究者的側重點不同，環(huán)境研究者僅關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行為，使得金屬在土壤中的腐蝕及浸出的交叉領域的研究相對較少。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特性表界面腐蝕產物重金屬元素浸出遷移特性的內在關聯(lián)。本工作

3、基于廢棄電子信息材料腐蝕及對環(huán)境污染情況調查的基礎上，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物的組成及特征，結合焊料在溶液中的腐蝕電化學特性，闡明了焊料在淋溶酸性溶液條件下的腐蝕電化學機制，以及腐蝕與重金屬元素遷移的關聯(lián)機制。主要結論如下：(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，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N03一活性反應生成易溶于水的Pb2，這三種離子混合時，當溶液中有S042存在時，Pb元素與S042一反應生成難溶于水的PbS04，導致Pb元素浸出量很低，而當溶液中不含S042’時，N03一和Cl一與Pb元素反應生成易溶于水Pb2，因此Pb元素浸出