加熱した錫めっき銅板および黄銅板における錫めっき層の状態分析

摘要

Voltammetric technique using an ammonia buffer solution (0.5 mol/dm~3 NH_4OH + 0.5 mol/dm~3 NH_4CI) was applied to ascertain the corrosion products formed on tin plating on pure copper or brass and to clarify the products' formation processes. The main corrosion products formed on tin plating in air were found to be SnO and Sn0_2•лH_2O. Results further showed that SnO was formed in air at 180℃, although Sn0_2•лH_20 was formed at 80℃ with high relative humidity of 90%. Copper/tin alloy layers in tin plating on copper grew with increased heating time. Analytical results show that the SnO film thickness on tin plating was lower than that on tin sheets. Moreover, characteristic behavior was shown for tin plating on brass in which Zn diffused rapidly to the surface under high-humidity conditions. The diffused Zn was oxidized to ZnO. However, the SnO amounts on tin plating on brass were lower than on pure copper.%錫は合金やめっき材料として，工業製品その他の用途に広く利用される実用金属であり，耐食性にも優れる。ただし環境条件によってはSnO,Sn0_2等の酸化皮膜が生成して変色が起こり，商品価値の低下につながることがある。錫酸化物の中，Sn0_2の生成により半田濡れ性が悪化すると報告されているまた車載用ワイヤーハーネスの端子材では，錫酸化皮膜の生成により微摺動摩耗起因の抵抗が増加する。このように錫酸化皮膜の状態に応じて腐食現象などが変化するため，腐食解析や防錯対策の立案にあたっては，錫酸化皮膜の状態分析を行って定量的な情報を得ることが重要である。大気腐食では，錫酸化物に加えて錫水酸化物(Sn(OH)_2とSn (OH)_4)も生成すると推測される。ただし定量的な評価事例は見当たらない。Sn(OH)_4は水酸化物ではなく水和化合物“Sn0_2•лH_2O”として表記されることが多い。Sn(OH)_4の還元電位はSnO_2よりも0.1Vほど高く,またGibbsの生成エネルギーも両者で差異があると報告されている(SnO_2;-515.8kJ/mol, Sn(OH)_4 ; -952.5kj/mol)。著者らは標準試料の評価結果から，大気腐食で生成するSn0_2の化学状態は, 水和したSn0_2•лH20と決定した。