液滴下銅的初期腐蝕行為研究.pdf

1、銅是人類最早發(fā)現(xiàn)并使用的金屬,在諸多領(lǐng)域中都得到了廣泛應(yīng)用,在電子工業(yè)中銅是制作印刷電路板的核心材料,但具有發(fā)生大氣腐蝕的傾向。大氣腐蝕是一種有少量液相參與的電化學(xué)過程,因此研究銅在少量液相下的大氣腐蝕行為和規(guī)律具有非常重要的意義。本文采用絲束電極技術(shù)、顯微觀察技術(shù)以及掃描電鏡技術(shù)等研究了液滴下銅初期的大氣腐蝕規(guī)律,分別對液滴尺寸以及環(huán)境相對濕度對銅腐蝕的影響進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容包括:
　　(1)考察了 NaCl液滴下銅電極表面的

2、電流分布,研究表明液滴下銅表面呈現(xiàn)典型的局部腐蝕特征,局部腐蝕速度及不均勻程度均隨時間的延長而增加,并且逐漸形成中心陽極邊緣陰極的分布特征。對電極表面微觀形貌及元素成分進(jìn)行分析證實液滴中心及邊緣處電極表面產(chǎn)物成分不同,并且早期形成的 Cu2O膜對腐蝕反應(yīng)具有阻滯作用。
　　(2)考察了液滴尺寸對銅腐蝕的影響,研究表明不同體積液滴下銅腐蝕均為局部腐蝕,并且液滴體積越小,電極表面形成穩(wěn)定的中心陽極邊緣陰極的分布特征所需時間越短。對不同

3、體積液滴下總陰極電流的研究發(fā)現(xiàn)不同體積液滴下電極表面總陰極電流均隨時間推移變大,且液滴體積越大總陰極電流也越大,這是由于液滴體積越大三相線界面區(qū)面積也越大,提供陰極電流也越大。對同體積不同分散個數(shù)液滴下電極表面總陰極電流的變化規(guī)律進(jìn)行研究,結(jié)果表明不同分散個數(shù)液滴下金屬表面總陰極電流隨腐蝕時間延長增大,但液滴分散個數(shù)越多,總陰極電流越小,可能是小液滴下陽極產(chǎn)物的擴(kuò)散及絲束電極自身局限性影響所致。
　　(3)對銅在不同環(huán)境相對濕度下

4、的腐蝕進(jìn)行研究,結(jié)果表明銅在低相對濕度下腐蝕速度較快,局部腐蝕程度也更高。對液滴蒸發(fā)過程中銅的腐蝕研究發(fā)現(xiàn)電極表面最大陽極電流值和最大陰極電流值有很好的對應(yīng),在干燥過程末期二者均出現(xiàn)極值。這是由于在液滴蒸發(fā)過程中液膜厚度逐漸減薄,氧擴(kuò)散速度加快以及溶液濃度增加導(dǎo)致金屬腐蝕速度逐漸加快,至后期由于液膜厚度減至極薄,產(chǎn)物擴(kuò)散受阻導(dǎo)致金屬腐蝕速度降低,因而出現(xiàn)極值。多次循環(huán)發(fā)現(xiàn)電流極值隨循環(huán)次數(shù)的增加出現(xiàn)時間會提前,最大陽極電流極值隨循環(huán)次數(shù)