應對歐盟RoHS指令----研究Cr6+的應用

應對歐盟RoHS指令----研究Cr6+的應用

摘要:研究分析傳統的金屬防氧化處理中,對於應用重鉻酸鹽鈍化產品表面後,形成三價鉻的鈍化層和六價鉻氧化層後,要準確分析金屬產品中六價鉻離子含量的方法、原理及注意事項;同時說明檢測過程中影響六價鉻準確測試的各種不確定因素,及如何防止與解決;最終選擇應該準確表示檢測結果的單位,將檢測方法更加合理化.
關鍵詞:自修補功能,PH環境,還原性的離子,時間影響,溫度影響,PH調節劑.
引言:在傳統的金屬防氧化處理中,應用重鉻酸鹽鈍化產品表面是最常用的及最普通的方法.通常該方法應用中的生產工藝是在產品的表面首先要電鍍鋅(Zn)層,然後再將帶有電鍍鋅(Zn)層的產品清潔處理後,放入重鉻酸鹽的氧化液中浸泡,浸泡一定時間後(因為產品要求不同,所以浸泡的時間也不同),放入烘箱中進行烘干處理,處理後的樣品會在產品的表面形成一層五彩膜,也稱五彩鍍鋅.
對於五彩鍍鋅的原理是,鋅層的存在主要是充當骨架的作用,為了保證六價鉻六價鉻氧化膜穩定的附著在產品的表面.因為如果沒有鋅層的存在的情況下,六價鉻氧化膜就不能穩定的附著在產品的表面,也就對產品起不到很好的防氧化功能.
六價鉻有很強的氧化性,當與鋅層接觸後便會於鋅層發生氧還原反應形成一層三價鉻的鈍化膜,對產品進行防氧化保護.同進六價鉻氧化膜還可以對產品起到良好的自修補功能,當產品的表層受到破壞時六價鉻氧化膜便可以直接於基材反應形成保護產品的三價鉻的鈍化膜繼續保護產品不被氧化,而這種特性也叫產品保護膜的自修補性,同時這層六價鉻氧化膜易溶於熱水.
研究分析:
六價鉻是一種氧化性非常強的離子,在自然界的存在有很強的不穩定性,通常都會被還原成三價鉻(Cr3+),但是它能穩定地存在於純水中(沒有還原性的離子),保證六價的狀態,同時為了檢測氧化膜中的六價鉻,也是它易溶於水的特性,用熱水將六價鉻氧化膜浸泡一段時間後,產品表面的六價鉻氧化層便會溶解到熱的純水中同時鉻以六價的狀態存在;而產品上的三價鉻的鈍化膜卻不易溶於熱水中,同樣也不易溶於水中,這樣就便六價鉻在純水之中能夠更加單一的存在,同時要說明的還有一般金屬單質不溶於純水中,這樣就更降低了還原性元素的存在,更好地保證了六價鉻的穩定存在,同時對檢測的精度也大大提高了.
六價鉻還有一個重要的特性,它還易溶於弱鹼溶液中(PH=10-11),當加熱弱鹼溶液後,將樣品放入後產品上的六價鉻氧化層便會很快溶於弱鹼溶液中,同時還能保證六價鉻的穩定存在,而產品上的三價鉻的鈍化膜卻不易溶於弱鹼溶液中,這樣就使六價鉻在弱鹼之中能夠更加單一的存在,同時要說明的還有一般金屬單質不溶於弱鹼溶液中,這樣就更降低了還原性元素的存在,更好的保證了六價鉻的穩定存在,同時對檢測的精度也大大提高了.(Cr2O7)2-+14H++6e(S.N.Cl.Fe)=2Cr3++7H2O,這是六價鉻在還原性電子的存在的情況下轉變成三價鉻的變化方程式.它說明了只要有還原性元素的存在,那麼保證六價鉻的穩定性就很困難,所以如何減少溶解液中還原元素的存在,將成為決定六價鉻測試準確性的一個關鍵.
因此,對於金屬表面的六價鉻防氧化層的處理,純水和弱鹼的選擇就是最佳的溶劑.因為它保證了六價鉻的穩定存在,提高了檢測的精度.