混合腐蚀性气体MFG测试

1、MAIN ITEM第-部分電鍍原理簡介第二部分腐蝕原理介紹第三部分PorEy測試介紹二第四部分MFG測試要項 三END第一部分電鍍原理簡介何為電鍍 W 二電鍍的方法 W 三.電鍍工程 ZE：一何為電鍍?電鍍是D加與製品美觀（鍍金，銀，鉛鎳，路） 2）防止製品的生鑰（鍍鋅牖，鎳蟲） 3）防止製品的磨耗（鍍硬質錮 4）提高必要的製品的導電（鍍銀，銅） 5）提高製品表面的潤滑性（鍍銀錫，鉛） 6）提高必要的製品的強度（塑膠製品的各種電鍍）E17）為了其他製品的耐熱性的提高，或者防止浸炭，氮化 等諸目的而實施.一何為電鍍?簡言之，電鍍即將各種的電鍍之金屬離子含於溶液中，把 欲電鍍製品置於陰極()浸澤,

2、同此相對適當的可溶性或不 溶性的陽極(+)浸澤且通上電流，而使金屬膜電解析出於製品的表面之方法.二電鍍的方法能生成各種的金屬被膜於製品上有如下述各種方法，依其各種的特徵而在用途及單價方面有所不同2.1 電氣鍍(electro plating)IZJ在前述所知溶有金屬之溶液中，把製品置於陰極()通上電流，而得到金屬薄膜被覆在製品的表面的方法在各種電鍍方 法中被使用最廣，幾乎所有的情形皆可由水溶液而實施電鍍在 目前知道70種金屬中約有30種的金屬，可以由水溶液而行電鍍.二電鍍的方法2.2 化學鍍(chemical plating, electroless plating)是把金屬鹽水溶液中的金屬離

3、子置換反應或籍氧化，還原反應得到金屬膜使之析出於材質表面計有鎳，錨鈿銅，金銀等已被實用化了 物質為基物之受鍍或鐘錶零件等之特殊目的上.目前廣用於電氣鍍無能為力的塑膠，玻璃，陶瓷等不導體ITTIlli二電鍍的方法23 溶融鍍(hot plating)把熔點高的材質浸澤於熔點較低的被覆金屬之融體中，使之融著，浸透到表面上的方法鐵板上防鑰用鋅（白鐵皮），錫 （鍍錫鐵皮）錫鉛（均質合金），耐熱用鋁等的物皆已經實用化主要是被利用於使用在屋外等腐蝕激烈環境下的製品.二電鍍的方法2.4 溶射鍍(metallikon)溶射鍍是利用瓦斯或電狹將溶融金屬以高壓氣體或高壓空氣吹向製品的表隹而鍍之的方法利用此方法可得

4、微細得金屬離子積層於製品表面，故同電氣鍍等相比較微粒被氧化而 成多孔質的鍍物.主要用途:除鋼鐵防鑰，耐熱耐磨耗處理，賜與導電性或裝飾等二電鍍的方法2.5 氣相鍍(gas-phase plating, Yapor plating)2.5A 真空蒸鍍(vacuum evaporation,metallizing)在真空中Hg程度)把金屬或金屬化合物加熱 使之蒸發,把蒸發分子被覆至金屬或非金屬的方法.2.5.2 陰極飛濺塗膜(scthode sputtering)在真空中(封入氫，氣壓理)置有電壓 (1.5l7kv)於一對的電極上，電離殘留氣體分子使產生 的陽離子衝擊到陰極，將陰極作機械的破壞，把被

5、破壞的 游散粒子衝擊目的物使之形成薄金屬膜的方法皮膜同 材質的密著性幾乎是機械性的.二電鍍的方法2$ 氣相鍍(gasphase plating, vapor plating)2 也離子鍍(ion plating)又被稱為離子化靜電鍍,系前述真空蒸鍍及陰極飛濺 塗膜合在一起的方法，在525-3mm理的氫氣中，製品 帶有皿007)5000V的負電壓使其於周圍產生電輝放 電，並在等離子區或加速厲起生成的氣體或金屬離子而 在製品面上凝固成皮膜的方法.二電鍍的方法2.6 擴散滲鍍法(peen plating)把金屬粒同衝擊物放入滾桶之中，而與製品一起迴轉，籍衝擊把金屬皮膜被覆到製品的表面之方法不使用熱或

6、電氣，特 別如燒結金屬制件等具多孔性，而用電氣鍍等困難的情形下批 方法被使用上.三電鍍工程將實際上所行電鍍行業的工程依工段順序分列為研磨;）前處理;電鍍附）後處理乾燥.h研磨因為製造要經過衝模加工或鍛造，鑄造等種種的工程, 首先要把污垢除去，把表面作平滑研磨又由於鍍件的材 質尺寸彤狀，精密度等而有各種機械，化學，電解等的研 磨方法,三電鍍工程2前處理鍍件表面除了一般上受外來附著污染如油性污及塵埃，研磨材的黏附等外，存在金屬材質自身的炭素，矽，鈣等的化合物及酸處理後的污垢及加工變質層，歪斜，細隙等之存在，這些表面性質於各種的時候，種類及程度不同, 而例如金屬鍍件因加工生產外翹的某一鍍件如將之電鍍

7、，則於前處理工程中或電鍍工程中，電鍍後等產生裂痕，塑膠鍍件上有成型歪斜的殘留時就會產生電鍍的密三電鍍工程著性不良等的事故於鍍前必要實施預先熱處理等以便消除之依照鍍件的材質及表面的不純物的混合狀態,污染的種類程度而實施溶劑脫脂，乳劑脫脂,鹼脫脂，酸洗（浸澤, 電解）等的預備清洗及電解洗淨，除污處理，弱酸處理，氟 化物溶液浸澤等的加工洗淨或表面的活性處理等幾種.三電鍍工程3 電鍍小物鍍件主要是以滾桶電鍍，其他者籍垂掛而行電鍍,兩者其自動化皆已普及,而本廠目前已採行連續式電鍍.4後處理電鍍後所實施的磨光，消光，鍍鉛處理等的表面加工及耐蝕性的加與，磷酸皮膜等的塗料的止著性及耐蝕性的 付予，其他的著色，

8、化成要理，變色防止處理，籍熱處理應 力的消除等電鍍的加工工程總稱謂後處理二G電鍍工程5 乾燥也可以說成電鍍的後處理的一種,但電鍍後也有水洗直 接乾燥完成全部工程情形是故為獨立的工程電鍍的乾 燥法：(1)利用熱風乾燥(2利用紅外線乾燥離心分離及熱風一並使用一金屬腐蝕金屬受其周圍環境的反應，發生變質或退化(deteriorrtionX因而喪失或減退其原有的性能，稱為金屬腐蝕非金屬材料亦可遭受腐蝕，如混凝土，木材，陶瓷和塑膠，這些材料的腐蝕，可能沒有金屬腐蝕的外觀象徵和重量變化，只 有性質的變化.一金屬腐蝕製造腐蝕的媒體1）空3土壤5）鹼類7）氧化劑9臘生物4）a&d6）鹽類8）不同金屬接觸面間MF

9、G測融介痛微原理介铝一金屬腐蝕2 影響腐蝕的因素24主要與金屬本身有關的：金屬在腐蝕溶液中的有效電位；金屬表面化學的，物理的均質性；有無循環性應力或腐蝕疲勞；*不同的金屬,接觸面間引起局部腐蝕的可能性;金屬腐蝕2影響腐蝕的因素2.2主要與腐蝕環境有關的:周圍環境的溫度1=溶液的氫離子濃度（即pH值） 溶液中離子的濃度和特性 *與金屬接近處，溶液的含氧量*與金屬接近處，溶液的流速腐蝕環境在金屬表面能否生成有保護性的沉積二腐蝕的分類腐蝕的分類有很多種，舉例如下:h以溫度來分14常溫腐蝕12高溫腐蝕2 以腐蝕的反應來分21直接化合,如氧化，硫化2险今鈿2Fe+SO2 9 FS+O2二腐蝕的分類22電

10、化反應Ini發生於離子化的電解質溶液中活性金屬是陽極，惰性 金屬是陰極，形成一個封閉電路，電流由陽極發出進入溶液， 經過溶液至陰極，再經過金屬本體回到陽極，實際電子運行 的方向正好相反.以Zn與HC1的腐蝕反應為例亦晌淞辄+比實際的電化反應過程是稀鹽酸是離子化的溶液:2Ha-H+CVMFG測試簡介篇蝕球理介紹二腐蝕的分類陽極反應，金屬失去電子,變成金屬離子，進入溶液，是氧化作用,金屬被腐蝕.Zn-Zn2+2e-陰極反應，電子由陽極運行至陰極,與氫離子結合，放出氫氣，是還原作用，金屬無損失2H+le 今巧MFG測試簡介腐蝕原理介紹 二腐蝕的分類3 以腐蝕的環境狀況來分由是否含有水分分為干腐蝕與溼

11、腐蝕：3干腐蝕3CI3dIll溫度在露點以上，腐蝕媒體是蒸氣或氣體，干腐蝕在常 溫多不嚴重，所以大多是高溫腐蝕玄2溼腐蝕溫度在露點以下，有液體,或者含有溼氣，也能改變媒 體的腐蝕性能，例如干氯氣對普通鋼都不具有腐蝕性，但溼 氯氣或溶於水的氯氣，就具有極強的腐蝕性,能侵蝕多數的 金屬（對於钛卻正好相反，干氣的腐蝕勝過溼氣）.人厶腐蝕原理介紹Rdncia ciIff.MCI二腐蝕的分類4由腐蝕媒體來分4.1氣體腐蝕清潔大氣，污染大氣,燃氣.3d42溶液腐蝕水，海水冰溶液，溶體金屬有機酸，無機酸44鹼類二腐蝕的分類CS 土壤或地下腐蝕5其他54由應力弓I起的腐蝕應力腐蝕破裂SCC(stress co

12、rrosion cracking)疲勞腐蝕破壞（fatiguecorrosion failure)5.2由微生物引起的腐蝕或稱為微生物腐蝕MFG測試簡介腐蝕原理介紹三腐蝕的形式金屬的腐蝕由其外觀視之最常見的有8種形式.1 均一腐蝕或稱為全面腐蝕均_腐蝕是全面的，大多數是化學反應所引起，是腐蝕中最普遍的一種，不鑰鋼在強酸強鹼中的腐蝕,大多是均一腐2 電流腐蝕an兩個不同的金屬，在電解質溶液中接觸，兩者的電位不同，活性較大的金屬成為陽極，較小的成為陰極彤成一個封閉電路,兩極間即有電流流動，造成腐蝕稱為電流腐蝕.入腐蝕原理介紹三腐蝕的形式電流腐蝕是典型的電化學反應腐蝕，陽極金屬的腐蝕率 大，比單獨存

13、在時的腐蝕率還大,陰極金屬的腐蝕很小，或甚鋅鋼被覆錫或鋅發生電流腐蝕的區別MFG測試簡介篇蝕原理介紹 三腐蝕的形式常見元素的電化反應與電位表(25 C)序號性質電化反應電位(V)電位(V)14k AuAu+e+1.6802AuAu3+3e+1.4983PtPt2+2e+ 1.2004非活性HgHg2+2e+0.8545PdPd2+2e+0.8306AgAg+e+0.79972Hg 2+Hg2+2e+0.7888CuCiT+e+0.5229CuCu2+2e+0.337注:表列金屬元素之活性愈大，其負電位愈大，1011PbPb2+ +2e-0.12612SnSn +2e-0.13613 活性MoM

14、o +3e-0.20014NiNi +2e-0.25015 CoCo2+ +2e-0.27716TiTf +e-0.336H2 2H+ 2e易於失去電子,亦即易於腐蝕.17InIn3+3e-0.34018CdCd2+2e-0.40319FeFe2+2e-0.44020GaGa3+3e-0.52021活性CrCr3+3e-0.74422ZnZn2+2e-0.76323 MnMn2+2e-L18024ZrZr4+4e-1.54025TiTi2+2e-1.63026AlAl*+3e-1.66227BeBe2+2e-1.85028MgMg2+2e-2.36329NaNa+e-2.71430CaCa2+

15、2e-2.87031KK+e-2.92532LiLi+e-3.050序號性質電化反應三腐蝕的形式常見金屬在海水中的電化順序(Galvanic Series)非活性活性注:表中非活性或鈍化(passivity)的意義：有些金屬如鋁，鐵，銘，钛,鎳等在氧化環境中，會生成一層氧化層，可增加金屬的耐蝕性，此時的金屬，稱為在鈍化狀態(passive states)鐵的鈍化性很弱，如添加銘，其鈍化性會大增，如路含量增加到11%,在大氣中或淡水中(fresh water),即不再生鑰(mst),所以不鑰鋼的最低路含量定為口PtAuZrCTiAgr Chforimet3(62Ni, 18Cr,l 8Mo)L

16、Hastelfoy C(62Ni,l 7CrJ 5Mo) pl8-8 Mo不鑰鋼(非活性)18-8不鑰鋼(非活性)I鎔不錨鋼11-30% Cr(非活性) 厂 InconeK 非活性)(8ONL13Cr,7Fe) Si俳活性)銀焊劑rMonel(70Ni,30Cu)Cupronickels(60-90Cu,40-1 ONi) 青銅(Cu-Sn)CuJ 黃銅(Cu-Zn)Chlorimet2(66NL32Mo, 1 Fe) Hastelloy B(60Ni,30Mo,6Fe,lMn)厂 InconeK 活性)(80Ni,l 3Cr,7Fe)NiC舌性)钛(活性)SnPbPbSn焊劑不鑰鋼(活性)1

17、8-8不鑰鋼(活性)高鎳鑄鐵銘不蹦鋼13%5活性)鑄鐵鋼或鐵鋁合金2024(4.5CuJ .5Mg,0.6Mn)Cd商用純鋁1100ZnMg和Mg合金三腐蝕的形式3 罅隙腐蝕罅隙腐蝕是發生在罅隙處的局部腐蝕常見的罅隙有搭接面，止洩墊面螺釘頭下，綁釘頭下間隙以及沉積物下等,不論是 金屬與金屬或金屬與非金屬結合面間隙，都可能發生罅隙腐蝕金屬離子及氧因濃度不均引起罅隙腐蝕示意三腐蝕的形式孔蝕正如其名，是局部的穿孔腐蝕，在金屬表面生成一個或許多密集的坑坑洞洞，深淺不一，看起來像個粗糙的表面，不過也是一個小片，一小片的，並不是整個表面.孔蝕的形狀腐蝕面上孔蝕深度與個數的關係H Pi f 11H H! 1

18、1 ,T7T7T.-TTTTTa窄而深b橢圓形H jTtJ fTTTTJd表面下的TTTU_ 55THc寬而淺陷凹e平均深度血濕馥證快三腐蝕的形式6. 選擇腐蝕或分離腐蝕選擇固體合金中某一合金元素腐蝕，最常見的例子是黃銅 (30 % Zn+70 % Cu),因腐蝕而失去Zn佚Zn部位的表面顯出銅 的原有紅，肉眼可以分辨出來紅色和黃色,所以也稱為失 Zn(dezincification).7. 應力腐蝕內有應力，外有腐蝕媒體,聯合造成的金屬腐蝕，叫做應力腐 蝕應力腐蝕大多發生裂紋，所以又叫應力蝕裂(stress corrosion cracking),簡稱SCC.三腐蝕的形式常用金屬材料產生應力

19、腐蝕的媒體金屬材料腐蝕媒體金屬材料腐蝕媒體普通鋼 NaOH溶液鋁合金NaCl-H2O2 溶液NaOH-Na2Si2 溶液NaC熔液Ca,NH4和NaNOs的溶液海水H2SO4,HNO4 混合酸空氣,水蒸氣HCN溶液銅合金氨汽和氨溶液H?S酸性溶液碳氫基氨(amines)海水水,水蒸氣Na-Pb合金溶液鎂合金Na-Cl-K2CrO4 溶浓不鋪鋼酸性氯化物溶液濱海大氣如 MgCl2 和 BaCb蒸餾水NaCl-H2 O2 溶液Inconel苛性銷溶液海水Monel熔融苛性銷H2S氫氟酸，氫氟矽酸NaOH-比S溶液钛合金發煙硝酸，海水氯化物水蒸氣的冷凝水鎳熔融苛性銷三腐蝕的形式沖蝕機件遇到流動的腐蝕

20、流體所造成的腐蝕，叫沖蝕.不同流速海水對金屬沖蝕的比較金屬材料腐蝕率,mddlft/sec4ft/sec27ft/sec碳鋼3472254鑄鐵45-270矽青銅12343船用黃銅220170水壓用青銅41339鋁青銅(10%)5-236鋁黃銅2-10590-10Cu-Ni(0.8%Fe)5-9970-30Cu-Ni(0.05%Fe)2-19970-30Cu-Ni(0.5%Fe)1139Monel114不鑰鋼316101Hastelloy Cii HMFG養畧mfgwbMixed Flowing Gas Environmental口二MFG目的由於電子資訊產品，如連接器,PC板,以及一些金屬連接

21、部分，均會受外在環境的影響，而產生腐蝕氧化的應力進而造成導通不良,使產品之功能受損降低產品之壽命因此一種加速式的環境測試變得相當的重要.1=1三測試原理由於銅基材表面的鍍層都有可能有針孔 (Porosity)出現,因此在環境中的一些氣體， 如职QqAQq等會經由針孔穿入底材而與銅 金屬產生腐蝕變彳匕而這些腐蝕產物會擠出在鍍 層表面，形成突出物或是膜因此便可以利用儀器 如XRay等來偵測腐蝕產物之物種，重量或其膜 厚等，用以判斷樣品於環境中可以使用的壽命是 否達到客戶的需求標準.1二氧化硫(SQ=780|ig/m3 (300ppb) 5%2,硫化氫(HQ=56|ig/m3 (SOppb) 2Q%

22、X二氧化氮g=940pg/m3 (SOOppb) 15%4.氯(Cl?)n內測試時可以以單一氣體或混合氣體來測試含量需經過儀器分析來控制其需許之範=jig/m3 (3ppb) 50%1=1溫度控制櫃腐蝕氣體櫃Make-upair氣體來源混合氣體供應線OII辱1區氣體分析氣體流動方向樣品資料收集區氣體洩出0氣體濃度量測點0溫溼度量測氣體流速量測MFG測試簡介測試室要求 密閉性，安定性，低吸收徘金屬，均勻性.最大誤差:2（工作區52氣體供應系統乾淨，乾燥過濾空氣，溼度來源，腐蝕氣體，氣體攜帶系統，腐 蝕氣體濃度檢測系統5.3測試室監測系統溫度，溼度，腐蝕氣體濃度，腐蝕度54測試室操作系統軟體硬體.

23、MFG測試簡介六測試步驟丈依客戶實際需求,使用各種不同之氣體測試， 控制其含量及流速31丽62調整測試室內之溫度及相對溼度,使其在適當範圍內.溫度；13 9g: 70+3%RH63測試時將一標準參考品及樣品一起置入測試室內，經過 一段固定時間後，直接由測試室內取得數據，再由儀器分析 電鍍鍍層表面生成腐蝕產物之重量及成份，經由與參考物 比較，了解鍍層抗腐蝕之能力及在環境下所造成之影響其 原本之功能的程度大小要求規範（號?氣體濃度溫度溼度氣體 流量氣體 變換so2h2sno26設定誤差設定誤差“ g/m3 (ppb)% (ppt)女 g/m5(ppb)% (ppb)fl g/lTl3 (ppb)%

24、(ppb)口 g/m3(ppb)% (ppb)CcRH%士RH%nVs (nVh)#/hAST MAB-845(25OCX)(5(XX)252755(20-60)B (125(X)(25(X)252755(20-60)3-5C(500)(100)251753(60)3-5Dr(100)(20)-Tr251753(60)3-5Er-r-r(100)(20)-T-T-T251753(60)3-5G(10)(4-(y-4)(200)(25)(10)(+0/-2)3027523-8H-r-T-rr(100)(10)(200)(25)(20)(5)3027523-8K(200)(10)(200)(25)(50)(5)5027523-8L(350)5(40)5(610)515300.57()2(1832)M(200)(10)(200)TT-TT-r(10)2575N(200)(25)(10)（比(200)(25)(10)(+0/-2)3027()2b匕1丄CORPCOOK-1217-CORP(100)(20)(10)(5)(200)(50)(10)(3)301702UNC(200)(50)(100)(20)(200)(50)(20)(5)301702EIAI364-