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【簡介】
王春霞，趙晴，杜楠，簡志超
(南昌航空大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，江西南昌330063)
［摘要］無氰硫代硫酸鹽鍍銀液的穩(wěn)定性對(duì)其生產(chǎn)應(yīng)用影響很大。采用陳化和連續(xù)鍍試驗(yàn)測(cè)試了無氰硫代硫酸鹽鍍銀液的穩(wěn)定性，并從理論上分析了鍍液不穩(wěn)定的原因，提出了有效維持鍍液穩(wěn)定的方法。結(jié)果表明:鍍液在低溫避光環(huán)境中可長期保存;及時(shí)補(bǔ)充鍍液中硫代硫酸鹽和焦亞硫酸鉀的含量，連續(xù)鍍15 d后鍍液仍澄清，無黑色沉淀。
［關(guān)鍵詞］鍍液穩(wěn)定性;檢測(cè)分析;鍍液陳化;連續(xù)鍍;無氰硫代硫酸鹽鍍銀液
［中圖分類號(hào)］TQ153．1+6［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］B［文章編號(hào)］1001－1560(2011)02－0067－03
0·前言
無氰硫代硫酸鹽鍍銀層具有優(yōu)良的耐蝕性和可焊性，對(duì)人體無害且裝飾性好，近年來使用較多。新配制的無氰硫代硫酸鹽鍍液使用一段時(shí)間后，槽液易發(fā)黑，鍍層光澤度變差，光亮電流密度范圍變窄，操作極為不便，并且生產(chǎn)成本增加。加入穩(wěn)定劑改善鍍液穩(wěn)定性的效果不明顯，還會(huì)使鍍層質(zhì)量尤其是鍍層耐變色性和導(dǎo)電性變差。本工作采用陳化和連續(xù)鍍?cè)囼?yàn)測(cè)試硫代硫酸鹽鍍銀液的穩(wěn)定性，并從理論上分析了鍍液不穩(wěn)定的原因，提出了有效維護(hù)鍍液穩(wěn)定的方法。
1·試驗(yàn)
1．1標(biāo)準(zhǔn)無氰硫代硫酸鹽鍍銀液配方
50 g/L硝酸銀，200 g/L硫代硫酸銨，50 g/L焦亞硫酸鉀，pH值為5～6。
1．2鍍液穩(wěn)定性測(cè)試
1．2．1陳化試驗(yàn)
配制2份200 mL標(biāo)準(zhǔn)鍍液置于2個(gè)250 mL燒杯中，分別放置在室溫避光處和室外陽光下，每隔2～3 d分析1次，記錄鍍液中各成分含量的變化，每天只補(bǔ)加去離子水使鍍液保持在200 mL。另配制1份200 mL標(biāo)準(zhǔn)鍍液于250 mL燒杯中，置于40℃水浴恒溫槽中，每隔8～18 h分析1次，記錄鍍液各成分含量的變化，每天只補(bǔ)加去離子水使鍍液保持在200 mL。
1．2．2連續(xù)鍍?cè)囼?yàn)
配制2份200 mL標(biāo)準(zhǔn)鍍液置于2個(gè)250 mL燒杯中，室溫下白天通電8～9 h后斷電靜放過夜15～16 h，每隔2～3 d分析1次，記錄鍍液中各成分含量的變化，補(bǔ)加其中一份標(biāo)準(zhǔn)鍍液各成分至初始濃度，而另一份每天只補(bǔ)加去離子水使鍍液保持在200 mL。
1．3鍍液成分分析
1．3．1指示劑的配制
鐵銨釩:將2 g硫酸高鐵銨溶于100 mL沸水中，滴加煮沸過的濃硝酸直到棕色褪去。
淀粉:將1 g可溶性淀粉以少量水調(diào)成漿倒入100mL沸水中，攪勻，沸騰1～2 min，冷卻，加入2～5滴氯仿。
1．3．2主鹽硝酸銀的測(cè)定
用移液管吸取5 mL待測(cè)液置于250 mL錐形瓶中，在通風(fēng)櫥內(nèi)加濃硝酸、濃硫酸各10 mL，加熱到冒白煙，待黃色沉淀全部溶解后自然冷卻至室溫，加30～40mL水搖勻，繼續(xù)冷卻，加2～3滴鐵銨釩指示劑，用0．1mol/L標(biāo)準(zhǔn)硫氰酸銨溶液滴定至淺紅色剛剛出現(xiàn)時(shí)為終點(diǎn)。計(jì)算公式如下:
ρ=(C×V1×M)/V2
式中ρ———硝酸銀含量，g/L
C———標(biāo)準(zhǔn)硫氰酸銨溶液的摩爾濃度，0．1 mol/L
V1———消耗標(biāo)準(zhǔn)硫氰酸銨溶液的體積，L
M———硝酸銀的摩爾質(zhì)量，169．87 g/mol
V2———待測(cè)液體積，0．005 L
1．3．3配位劑硫代硫酸鈉的測(cè)定
用移液管吸取1 mL待測(cè)液放入250 mL錐形瓶中，加5 mL 40%的甲醛和25 mL水，搖勻，放置15min，加淀粉指示劑1 mL，用0．1 mol/L標(biāo)準(zhǔn)碘溶液滴定至呈現(xiàn)藍(lán)色0．5 min不消失為終點(diǎn)。計(jì)算公式如下:
ρ=2(C×V1×M)/V2
式中ρ———硫代硫酸鈉含量，g/L
C———標(biāo)準(zhǔn)碘溶液的摩爾濃度，0．1 mol/L
V1———消耗碘溶液的體積，L
M———硫代硫酸鈉的摩爾質(zhì)量，158．2 g/mol
V2———待測(cè)液體積，0．001 L
1．3．4穩(wěn)定劑焦亞硫酸鉀的測(cè)定
用移液管吸取1 mL待測(cè)液放入250 mL錐形瓶中，加蒸餾水25 mL、淀粉1 mL，用0．1 mol/L標(biāo)準(zhǔn)碘溶液滴定至呈現(xiàn)藍(lán)色不消失為終點(diǎn)。計(jì)算公式如下:
ρ=2［C×(V1－V2)×M］/V3
式中ρ———焦亞硫酸鉀含量，g/L
C———標(biāo)準(zhǔn)碘溶液的摩爾濃度，0．1 mol/L
V1———滴定配位劑和穩(wěn)定劑所消耗的碘的體積，L V2———滴定配位劑所消耗的碘的體積，L
M———焦亞硫酸鉀的摩爾質(zhì)量，55．6 g/mol
V3———待測(cè)液體積，0．001 L
2·結(jié)果與討論
2．1陳化
鍍液暴露于陽光下時(shí)各成分含量隨時(shí)間的變化見表1。
從表1可以看出:隨放置時(shí)間延長，鍍液中各成分含量都逐漸減少，且配位劑、穩(wěn)定劑含量變化非常大。結(jié)果顯示:1 d后鍍液完全發(fā)黑，10 d后完全分層，下層為黑色沉淀物，上層為清澈的鍍液。鍍液在室溫避光處靜置時(shí)各成分含量隨時(shí)間的變化見表2。
由表2可知:隨放置時(shí)間延長，鍍液的配位劑、穩(wěn)定劑含量變化較小。鍍液在室溫避光處放置時(shí)不發(fā)黑，不渾濁。
鍍液在40℃靜置時(shí)各成分含量隨時(shí)間的變化見表3。從表3可知:隨時(shí)間延長，鍍液中各成分含量都逐漸減少，26 h后配位劑、穩(wěn)定劑含量減少較大。26 h后鍍液開始發(fā)黑，70 h后鍍液完全發(fā)黑。
綜上所述，影響鍍液穩(wěn)定性的外界環(huán)境主要是陽光，其次是溫度，且鍍液發(fā)黑與鍍液中的配位劑和穩(wěn)定劑的含量有密切關(guān)系。
2．2連續(xù)鍍
連續(xù)鍍狀態(tài)下只補(bǔ)加去離子水、不補(bǔ)加鍍液成分時(shí)鍍液各成分含量隨時(shí)間的變化見表4。
從表4可知:隨時(shí)間延長各成分含量雖減少，但其比例比較恒定，說明鍍液成分含量減少主要是因?yàn)殡娀瘜W(xué)沉積;7 d后鍍液中配位劑、穩(wěn)定劑的含量非常低，也說明鍍液發(fā)黑與鍍液中的配位劑和穩(wěn)定劑有必然關(guān)系。在連續(xù)鍍狀態(tài)下，鍍液不會(huì)完全發(fā)黑，但7 d后有少許的黑色沉淀物，15 d后有大量的黑色沉淀物，且鍍層開始發(fā)花，有條紋出現(xiàn)。
連續(xù)鍍狀態(tài)下每天補(bǔ)加鍍液主要成分使其保持在初始濃度，15 d后鍍液仍清澈透明，且鍍層始終結(jié)晶細(xì)致、光滑。因此，在生產(chǎn)過程中要定期分析、補(bǔ)加鍍液成分。
2．3鍍液黑色產(chǎn)物成因
硫代硫酸鹽鍍銀液長期在陽光下放置或連續(xù)生產(chǎn)而不及時(shí)補(bǔ)充鍍液各成分時(shí)，槽液變黑、變渾而不夠穩(wěn)定，有如下2個(gè)主要原因［1］:
3·結(jié)論
(1)鍍液長期在陽光下或高溫下放置，槽液底部有黑色殘?jiān)ｅ円和Ｓ脮r(shí)應(yīng)放置于避光、低溫環(huán)境中。
(2)鍍液長期生產(chǎn)而不及時(shí)補(bǔ)充配位劑、穩(wěn)定劑，鍍液會(huì)變渾，且底部有黑色殘?jiān)Ｉa(chǎn)時(shí)需定期分析、補(bǔ)充鍍液成分。
［參考文獻(xiàn)］
［1］鄒堅(jiān)．硫代硫酸鹽鍍銀槽發(fā)黑故障的排除［J］．電鍍與精飾，1995，17(3):30～31．
［2］陳壽椿．重要無機(jī)化學(xué)反應(yīng)(第2版)［M］．上海:上海科技出版社，1982:29～53．［編校:鄭霞］
