脈沖參數(shù)對錫鍍層微觀結構及相關性能的影響.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、扣式電池在微電子行業(yè)有較為廣泛的應用。在堿性鋅錳扣式電池中,由于負極鋅粉或鋅膏會與雜質金屬發(fā)生析氫反應,產(chǎn)生大量氣體,使電池鼓脹,進而使電池失效甚至產(chǎn)生安全問題。為了解決該問題,傳統(tǒng)的方法是在負極鋅粉或鋅膏中添加一定量的金屬汞,汞與負極蓋內壁的銅鍍層反應生成汞齊,降低析氫腐蝕,抑制氫氣的產(chǎn)生。但汞對人體和環(huán)境危害極大,電池無汞化是電池發(fā)展的必然趨勢。錫是現(xiàn)在應用較為廣泛的一種環(huán)境友好度高的材料,而且錫能提高負極鋅粉的析氫過電位,降低析氫

2、腐蝕。開發(fā)無汞扣式電池時,通常在負極蓋內壁的銅上電鍍一層錫,錫鍍層能阻擋無汞負極鋅粉等材料與銅的直接接觸,從而降低析氫腐蝕,減小電池的氣脹率,然而現(xiàn)有的扣式電池生產(chǎn)廠家,在生產(chǎn)負極蓋過程中,絕大多數(shù)采用先對帶材進行電鍍錫,再沖壓成負極蓋的生產(chǎn)工藝。常規(guī)的鍍錫帶材在沖蓋過程中存在表面易劃傷,裂紋多,露銅等不足,使得電池氣脹率高,阻礙了無汞扣式電池的發(fā)展和規(guī)?;瘧?因此解決錫鍍層的致密性和硬度問題是促進無汞扣式電池產(chǎn)業(yè)化的關鍵所在。為了解

3、決上述問題,本文采用脈沖電沉積方法,改變脈沖參數(shù)等工藝條件,在銅帶上制備不同晶粒尺寸的錫鍍層,并用XRD、SEM、EDS等測試方法對錫鍍層的微觀結構、鍍錫銅帶拉伸變形后耐腐蝕性能進行了研究,具體內容如下:
  1.在深入研究傳統(tǒng)的錫鍍層電沉積工藝的基礎上,改進了工藝配方,采用脈沖電沉積方法,分別改變了脈沖占空比、脈沖頻率、雙向脈沖正反電流比等參數(shù),制備出鍍層厚度均為4μm的錫鍍層。
  2.對所制備的樣品進行表面形貌和相結構

4、的表征,研究了三種脈沖參數(shù)對錫鍍層微觀結構的影響規(guī)律。結果表明:(1)隨著脈沖占空比的增大,鍍層表面晶粒尺寸增大,孔隙率增高,晶粒的生長擇優(yōu)取向逐漸從Sn(101)晶面向Sn(211)晶面轉變;(2)隨著脈沖頻率的增大,晶粒尺寸減小,孔隙率降低,晶粒的生長擇優(yōu)取向從Sn(211)晶面向Sn(101)晶面轉變;(3)隨著雙向脈沖正反電流比的減小,鍍層晶粒逐漸增大,晶粒的生長擇優(yōu)取向從Sn(101)晶面向Sn(211)晶面轉變。
  

5、3.測試不同脈沖參數(shù)下得到的不同錫鍍層的硬度值,研究脈沖參數(shù)與錫鍍層硬度值之間的關系;對樣品進行拉伸,采用電化學工作站對樣品的耐腐蝕性能進行研究,得到脈沖參數(shù)對樣品的硬度與拉伸后裂紋的變化以及耐腐蝕性能之間的關系。結果表明:(1)隨著脈沖占空比的增大,鍍層的硬度逐漸降低;拉伸后鍍層的表面裂紋逐漸減小,其耐腐蝕性能也逐漸增強;(2)隨著脈沖頻率和雙向脈沖正反電流比的增大,鍍層的硬度明顯增大;拉伸后鍍層的表面裂紋逐漸增大,其耐腐蝕性能逐漸降

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