固态铅、锡及其合金表面腐蚀动力学

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1991.05.016 第13卷第5(1)期 北京科技大学学报 Vo1.13No.5(I) 1991年9月 Journal of University of Science and Technology Beijing Sept.1991 固态铅、锡及其合金表面腐蚀动力学 鲁永奎* 摘要：用增重法和饿歇能谱(AES)纵向射法，对冷轧Pb、Sn及其常量配比的Pb- S合金用3种不同腐蚀方法测定和计算了其腐蚀速度。实验证明，Pb在实验室大气腐蚀、 155℃干热大气腐做和100℃水蒸气腐蚀下的腐蚀速度符合抛物线关系式。同时也证明，Sn 和Pb-Sn合金在190℃水蒸气下的腐蚀速度也符合抛物线关系式。并给出了155℃干热腐蚀 288h和大气腐蚀2.5年的腐蚀层厚度数据。 关键词：铅，锡，铅锡合金，焊料，腐蚀，动力学 Surface Corrosion Kinetics of the Solid Lead,Tin and Their Alloys Lu Yougkui ABSTRACT:The corrosion velocities of the cold-rolling strips of Pb,Sn and their alloys were investigated by the use of methods of the weight increase and AES longitudinal spattering.The parabolic relations of the corrosion velo- city for the lead were obtained under the room temperature and atmosphere,of dryheating air 155C or water vapor at 100C.Similar relations for Tin and Pb-Sn alloys were obtained in the atmosphere of watar vapour at 100C.At the sametime the data on the thickness of the corrosion layers of the alloys and the metals in the dry-heating air at 155Cfor 288 h and in the atmosphere at the room temperature for two and a half years were also obtained. KEY WORDS:Lead,Tin,Pb-Sn alloy,corrosion,kinetics 1991-03-16收稿 ·化学系(Department of Chemistry) 493

第1 3 卷第 5 ( I ) 期 北 京 科 J o u r n a l o f U n i v e r s i t y o f 技 大 学 1 9 9 1 年 9 月 S e i e n e e a n d 学 报 v o l . z s N o . 5 ( I ) T e e h n o l o g y B e i j i n g s e P t . 1 。。1 鲁 永 奎 ` 摘 要 : 用增重 法和俄歇能谱 (A sE ) 纵 向溅射 法 , 对冷轧 bP 、 s 。 及其常量配 比 的bP - s n 合金 用 3 种 不同 腐蚀方法测 定和计 算 了其腐蚀速 度 。 实验 证明 , P b在实验室大气腐 蚀 、 15 5℃ 干热大气腐蚀 和 1。。 ℃ 水 蒸气腐 蚀下的腐蚀速度符 合抛物 线关 系式 。 同时也证 明 , S n 和 P b 一 S n 合金 在1 0 ℃ 水 蒸气下 的腐蚀速 度也符合抛物线关系式 。 并 给出 了15 5 ℃ 干热腐蚀 z8 8 h 和大气腐蚀 2 。 5年的腐 蚀层厚度数据 。 关键词 : 铅 , 锡 , 铅锡 合金 , 焊料 , 腐蚀 , 动力学 S u r f a e e C o r r o s i o n K i n e t i e s o f t h e S o l i d L e a d , T i n a n d T h e i r A l l o y s L u Y o u 夕秃u i ’ AB S T R AC T : t h e i r a l l o y s T h e e o r r o s i o n v e l o e i t i e s o f t h e e o l d 一 r o l li n g s t r i P s o f P b , S n a n d 丫V e f e i n v e s t i g a t e d b y a n d A E S l o n g i t u d i n a l s p a t t e r i n g 。 t h e T h e u s e o f P a r a b o l i e w e i g h t i n e r e a s e e o r r o s i o n v e l o - e i t y f o r t h e l e a d 、 V e r e o b t a i n e d u n d e r t h e r o o m m e t h o d s o f t h e r e l a t i o n s o f t h e t e m P e r a t u r e a n d d r y h e a t i n g a i r 1 5 5 ℃ o r w a t e r v a P o r a t 1 0 0 ℃ 。 S i m i l a r 曰 , P b 一 S n a ll o v s w e r e o b t a i n e d i n t h e s a m e t i m e t h e d a t a o n t h e t il e m e t a l s i n t h e d r y 一 h e a t i n g t h e a t m o s P h e r e t h i e k n e s s o f t h e W a t a f C O t r 0 S 1 0 n r e l a t i o n s v a P o u r l a y e r s o f of ) a i r a t 1 5 5 ℃ f o r 2 8 8 h t h e r o o m t e m P e r a t u r e f o r t w o a n d K E Y W O R D S : L e a d , T i n , P b 一 S n a h a lf y e a r s w e r e a n d a l s o i n t h e a t m o s P h e r e , o f f o r T i n a n d a t 1 0 0 ,C 。 A t t h e a l l o y s a n d a t m o s p h e r e a t o b t a i n e d 。 a l l o y , e o r r o s i o n , k i n e t i e s 1 9 0 1 一 0 3 一 1 6收稿 , 化学系 ( D e P a r t m e n t o f C h e m i s t r y ) 4 9 3 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1991. 05. 016

可焊性研究认为，影响电子元器件引线Pb-Sn镀层可焊性有两种因素：(1)Pb-Sn镀层 与基体Cu形成的Cu-Sn金属间化合物层的厚度r1-3);(2)Pb-Sn镀层表面腐蚀层厚度和 形态。后者研究工作开展较晚，并且尚有争议4)。作者〔5)经热力学计算和ESCA分析证 实，Sn和常量配比的Pb-Su合金，在155℃干热大气腐蚀、100℃水蒸气腐蚀和常温大气腐蚀 下，其表面腐蚀产物是SO2。本文在上述3种腐蚀条件下，用增重法、俄歇能谱(AES) 溅射法测量其腐蚀速度，研究其腐蚀动力学。 1实验方法 1.1试样制备 用纯锡粒(S>99.9%)和纯铅粒(Pb>99.8%),分别在石英管中配置、熔化、去渣、 铸片、冷轧成厚度为0.15~0.20mm的薄片。再将薄片切成宽5cm、长10cm,双面面积为100 cm2的试样。试样经脱油、水洗、脱水后称重。全部工作在8h内完成。 1.2试样的表面腐蚀试验 试样分3组进行不同条件下的试验。 (1)常温大气腐蚀试验：试样存放在电子仪器实验室内，室内没有酸碱等腐蚀性气氛。 放置一定时间后称重。 (2)155℃干热大气腐蚀试验：按国际电工委员会(IEC)推荐68-2~20标谁老化方法 表1Ph不同腐蚀方法增重速度 Table 1 Corrosion velocities of lead by different methods 大气腐敛 干热腐蚀 水蒸汽腐蚀 时间△W, △W3 △W 时间△W: △W2 △m 时间△形， △W2 △ (h) (g/m2)(g/m2)(g/m2)(h)(g/m2)(g/m2)(g/m2)(h)(g/m2)(g/m2) (g/m2) 3×240.025 0.021 0.023 40.004 0.002 0.003 40.861 0.726 0.794 7×24 0.0320.025 0.029100.0110.0120.012 81.331 0,861 1.096 38×240.050 0.045 0.048 240.025 0.029 0.027 16 2,068 1,345 1.707 68×240.0510.0460.049 480.039 0.0440.042 24 2.339 1.556 1,948 98x24 0.051 0,0490.052960.0650.0640.065 483.038 1.746 2.392 158×24 0.0610.055 0.0581440.0760.0780.077 723.393 1,926 2.633 218×24 0.084 0.076 0.080 2160.095 0.093 0.094 96 3.563 2.035 2.799 278×24 0.345 0.392 0.369 2880.1070,1050.106 370×24 0,838 0.898 0,868 555×24 0.881 0.942 0,912 740×24 1.396 1.461 1.429 834×24 1,415 1.483 1.449 962×24 1.503 1.547 1.525 a=-0.3769 a2-0.007985 a=0.4996 6=0.01188 6=0.006953 b÷0.2535 r=0.9336 r=0.9971 r=0.9721 494

可焊性研究认为 , 影 响电子元器件弓l线 P b 一 S n 镀层可焊性有两种因素 : ( 1) p 卜 S n 镀 层 与基体 C u 形成的 C u 一 S n 金属 间化合 物层的厚 度 〔 ` 一 “ 〕 ; (2 ) P b 一 S n 镀层表面 腐 蚀 层 厚 度 和 形态 。 后者研 究工作开展较晚 , 并且尚有争议 ` 心 ’ 。 作者 ` ” ’ 经热 力学计算 和 E S C A 分 析 证 实 , S n 和常量 配比 的 P b 一 S u 合金 , 在 1 5 ℃ 干热大气腐蚀 、 1 0 ℃ 水蒸气腐蚀和常温大气腐蚀 下 , 其表 面腐蚀产物是 5 0 0 : 。 本 文 在上述 3 种腐蚀条 件下 , 用增重法 、 俄 歇能谱 ( A E )S 溅射法测量其腐蚀速 度 , 研究其腐蚀动力学 。 1 实 验 方 法 1 。 1 试样制 备 用纯锡粒 ( S n > 9 9 . 9 肠 ) 和纯铅 粒 ( P b > 9 9 。 8 % ) , 分别在石英管 中配置 、 熔化 、 去渣 、 铸片 、 冷轧成厚度为 o 。 15 ~ 0 . 20 m m 的 薄片 。 再将薄片切成宽 5 c m 、 长 1 c0 m , 双面面积为1 0 c m “ 的试样 。 试样经脱油 、 水 洗 、 脱水 后称重 。 全部工作在 8 五内完成 。 1 。 2 试样的 表面腐蚀试验 试样分 3 组进行不 同条 件下 的试验 。 ( 1) 常温大气腐蚀试验 : 试 样存放在 电子仪 器实验室 内 , 室 内没有酸 碱等腐蚀性 气氛 。 放置一定时间后称重 。 (2 ) 15 5 ℃ 干 热大气腐蚀试验 : 按 国际电工 委员会 ( I E C ) 推荐6 8 一 2 一 20 标准老 化 方 法 表 I P七不 同 腐蚀方法 增贡速度 T a b l e 1 C o r r o s i o n v e l o e i t i e s o f l e a d b y d i f f e r e n t m e t h o d s 大 气 腐 蚀 干 热 腐 蚀 水 蒸 汽 腐 蚀 时 间 △牙 : △ 砰 : △『 时间 △ 不 : △甲 2 △扩 时间 △砰 , △平2 △平 ( h ) ( g / m Z ) ( g / m Z ) ( g /m Z ) ( h ) ( g / m Z ) ( g / m Z ) ( g / m Z ) ( h ) ( g / m Z ) ( g / m Z ) (g / m 忍 ) 0 。 0 0 4 0 。 0 1 1 0 。 0 2 5 0 。 0 3 9 0 。 0 6 5 0 。 0 7 6 0 。 0 9 5 0 。 1 0 7 0 。 0 0 2 0 。 0 1 2 0 。 0 2 9 0 。 0 4 4 0 。 0 6 4 0 。 0 7 8 0 。 0 9 3 0 。 I Q5 0 。 0 0 3 0 。 0 1 2 0 。 02 7 0 。 0 4 2 0 。 0 6 5 0 . 0了7 0 。 0 9 4 0 。 1 0 6 0 。 8 6 1 1 。 3 3 1 2 。 0 6 8 2 。 3 3 9 3 。 0 3 8 3 。 3 9 3 3 。 5 6 3 0 。 7 2 6 0 。 8 6 1 1 。 3 4 5 1 。 5 5 6 1 。 7 4 6 1 。 9 2 6 2 。 0 3 5 0 。 7 9 4 1 。 0 9 6 1 。 7 0 7 1 。 9 4吕 2 。 3 9 2 2 。 6 3 3 2 。 7 9 9 84 967216482 84046 1 勺石1 兮即OJ 0 。 0 2 5 0 。 0 2 3 0 。 0 2 9 0 。 0 4 8 0 。 0 4 9 0 。 0 5 2 0 。 0 5 8 0 。 0 8 0 0 。 3 6 9 0 。 8 6 8 0 。 9 1 2 1 。 42 9 1 。 4 4日 1 。 52 5 八U匀九口ó勺一 心`八甘上遥,` . 0 … O 几U 0 3 X 2 4 7 X 2 4 3 8 X 2 4 6 8 X 2 4 9 8 X 么4 1 5 8 X 2 4 2 18 X 2 4 2 7 8 X 2 4 3 7 0 X 2 4 5 5 5 X 2 4 7 4 0 X 2 4 8 3 4 X 2 4 9 6 2 X 2 4 0 。 心6 1 0 。 0 8 4 0 。 3 4 5 0 。 8 3 8 0 。 8 8 1 l 。 3 9 6 1 。 4 1 5 1 。 5 0 3 0 。 0 2 1 0 。 0 2 5 0 。 0 4 5 0 。 0 46 0 。 0 4 9 0 。 0 5 5 0 。 0 7 6 0 。 3 9 2 0 。 8 9 8 0 。 9 4 2 1 。 4 6 1 1 。 48 3 1 。 5 4 7 1 4 4 2 1 6 2吕8 . ` f a = 一 0 。 3 7 6 9 b 二 0 。 0 1 1 8 8 r = 0 。 9 3 3 6 a 二 一 0 。 0 0了98 5 b = 0 。 00 6 9 53 r 二 0 。 9 9 7 1 a 二 0 。 4 9 9 6 b 二 0 。 2 5 3 5 r = 0 一 9 72 1 4 9 4

3(155℃干热烘箱腐蚀方法)进行腐蚀试验。烘烤一定时间后，放入干燥器中冷却后称重。 (3)100℃水蒸汽腐蚀试验：按IEC推荐68-2-20标准老化方法1b(100℃水蒸气腐蚀 方法)进行腐蚀试验。腐蚀一定时间后放在千燥器中千燥24后称重。 1.3俄歌能谱溅射试验 将上述试样经一定腐蚀时间后，在美国PHI550/590俄歇分析仪上，进行试样表面纵 向氩离子溅射，同时进行Pb、S、O等分析。用文献〔5)推荐的方法，按氧峰高（氧的百分 含量)降低一半计算腐蚀层厚度。 2结果与讨论 2.LPb的腐蚀速度 Pb的腐蚀速度见表1及图1。 2.2Sn、Pb-Sn的臟蚀速度 1,51 Sn和常量配比的Pb-Sn合金在水蒸气腐蚀 下，用增重法测得腐蚀结果如表2所示。其抛 物线方程的相关系数r>0.9814。由2表中看到， 1.0h Atmospheric Sn和常量配比的Pb-Sn合金在水蒸气腐蚀条 。 下，其腐蚀速度接近。这与作者在文献3) Vspor 的热力学分析一致。因为Sn和Pb-Sn合金在 iDry heat 0.5 3种腐蚀条件下的腐蚀层产物都是SnO2(合 金中的Pb仅会降低合金表面的活度，对合金 表面腐蚀速度影响不大)，因而在同种腐蚀条 件下，腐蚀速度相差不大。 50 700 150 同样测量方法，Sn和常量配比的Pb-Sn合 ti2/h1/2 金在干热腐蚀和常温大气腐蚀条件下，用精密 图1Pb的腐蚀速度 天平对100cm2的腐蚀面积，在同样腐蚀时间 Fig.1 Corrosion velocities of lead by different method 内没有称出明显的腐蚀增重（其总增重量都在 0.1mg以下)。 2.3俄歇能谱藏射腐蚀层厚度 前已述及，Sn和常量配比的Pb-Sn合金在干热腐蚀或大气腐蚀下，用增重法测不出腐蚀层 增厚速度，但可用俄歇能谐氩离子溅射法测定腐蚀层厚度。它是文献〔6)提供的方法，即按 氧的峰高（以氧含量百分数表示的峰高）降低1/2用来表示腐蚀层厚度。参照该文献的计算 方法和数据，对藏射谱分析得到，千热腐蚀288h后，Sn和常量配比的Pb-Sn合金表面腐蚀层 厚度均在约0.003μm大气腐蚀下1.5~2.5年时间内Sn腐蚀层厚度都在0.007~0.008μm,而 Pb-Sn合金约为0,004-0.005μm。该方法测定误差，同一批试样为10%；不同批试样可能 >10%。 495

3 ( 15 亡 午热烘箱腐蚀方法 ) 进行腐蚀试验 。 烘烤一定 时间后 , 放人千燥器中冷却后称重 。 ( 3) 10 。 ℃ 水 燕汽腐蚀试验 : 按 I E C 推荐 68 一 2 一 20 标准 老 化方法 lb ( 1。 。℃ 水 蒸气 腐 蚀 方法 ) 进 行腐蚀试验 。 腐蚀一定时间后放 在千澡器 中千操2必后称重 。 1 . 3 俄歇 能谱 滩射试验 将上述试 样经 一定腐蚀时间后 , 向氢 离子溅射 , 同时进 行 P b 、 S n 、 含量 ) 降低一 半计算腐蚀层厚 度 。 在美 国 P H 5I 5 0 / 5 9 0俄歇分 析仪上 , 进 行试样表面 纵 O 等分析 。 用文 献 〔5 〕推荐 的方法 , 按氧峰高 ( 氧的百 分 2 结果与讨论 P b的 腐蚀 速度 P b的腐蚀速 度见表 1及图 2 。 2 S n 、 P b 一 S n的 腐蚀速 度 S n 和常 量配比的 P b 一 S n 合 金在水蒸气腐蚀 下 , 用增 重法 测得 腐蚀结 果如表 2 所 示 。 其抛 物线 方程的相 关系数 r > 。 . 9 8 1 4 。 由 2 表中看到 , 甲 三 nS 和常量配 比 的 P b 一 S ” 合金在水 蒸气腐蚀条件 怎 下 , 其腐蚀速 度接近 。 这与作者在文 献〔 3〕中 套 的 热力 学分析一致 。 因 为 s n 和 P b 一 s 。 合 金 在 灯 3 种腐蚀条 件下的 腐蚀层产 物都 是 S n O : ( 合 金 中的 P b仅会降低 合金表面 的活度 , 对 合 金 表面 腐蚀速 度影响不大 ) , 因 而在 同种腐蚀条 件下 , 腐蚀速 度相差 不大 。 同样测量方法 , S n 和 常量配 比的 P b 一 S 。 合 金 在干热腐蚀和常温 大气腐蚀条件下 , 用 精密 天平对 1 0 0 c m 2 的腐蚀面积 , 在 同样腐蚀时 间 内没有称 出 明显 的腐蚀增重 ( 其总增重量都在 0 . 1二 g以下 ) 。 : At mo s 国 e r 工 e { ` 口 二尸 ` 匕 一 一 1 U r y h e a t . . . .创r . .几 . 砚口. . .` 护 /讥 , / 2 图 1 P b的腐蚀速度 F 19 . 1 C o r r o s i o n v e l o e i t i e s o f 1 e a d b y d i f f e r e n r m e t h o d 娜 2 . 3 俄 歇 能谱溅 射腐蚀层厚 度 前 己述及 , S n 和 常量配比 的 P b 一 S n 合金 在干热腐蚀或大气腐蚀下 , 用增重法测不 出腐蚀层 增厚速度 , 但可用 俄歇能 谱氢离子 溅射法测定腐蚀层厚度 。 它是文 献〔6〕提供 的方 法 , 即 按 氧 的峰高 ( 以氧含量百分数表示的 峰高 ) 降低 1 / 2 用来 表示腐蚀层厚度 。 参照该文献的 计算 方法和 数据 , 对溅 射谱分析得 到 , 干热腐蚀2 8 h后 , S n 和 常量配 比 的 P b 一 S n 合 金表面 腐蚀层 厚 度均在约。 。 。 0 3协m 大气腐蚀下 1 。 5 ~ 2 。 5年时间内S n 腐蚀层厚度都在 0 . 0 7 ~ o 。 0 0 8林m , 而 P b 一 S n 合 金约 为 0 . 0 4 一 。 。 0 0 5协m 。 该方法测 定误 差 , 同一批试样为 10 % ; 不 同批 试样可 能 > 1 0 % 。 4 9 5

表2不同成分合金水蒸气腐蚀速度 Table 2 Corrosion velocities of the alloyscontaining different compositions in water vapour Sn 38.1%Pb-61.9%Sn 60%Pb-40%Sn 时间 △W: △W2 △项 牛△矿1 △W2 △W △W1 △W2 △W (h) 〔g/m2)〔g/m2]Cg/m2) Cg/m2)Cg/m2)〔g/m3) 〔g/m2]〔g/m2)〔g/m2) 4 0.027 0,031 0.029 0.029 0.029 0.029 0.019 0.018 0.019 0.038 0.037 0.038 0.046 0.039 0.043 0.036 0.030 0.033 16 0.046 0.040 0.043 0.068 0.052 0.065 0.044 0.034 0,039 24 0.054 0.048 0.051 0.078 0.071 0.075 0.048 0.037 0.043 48 0.081 0.077 0.079 0.090 0.080 0.085 0.056 0.061 0.059 72 0.098 0.095 0.097 0.114 0.098 0.106 0.069 0.074 0.072 96 0.111 0.102 0.107 0.118 0.110 0.114 0.093 0.077 0,085 a=0.00539 a=0.01580 0=0.00632 6=0.01043 6=0.01044 b=0.00785 r=0.9933 r=.9814 r=0.9936 在大气腐蚀条件下，Sn和Pb-Sn合金表面腐蚀层厚度增至一定值后不再增厚。 2.4腐蚀层厚度的比较 为了比较，将增重法表示的腐蚀速度转换成用增长厚度来表示。作者己指出r8],S和 Pb-Sn合金在8种腐蚀条件下，腐蚀产物均为SnO2(比重为6.95g/cm3):Pb在千热腐蚀 与大气腐蚀条件下，其产物为Pb3O4(比重为9.1g/cm8)。转换式为： 对于Pb:6=1.177△W 对于Sn和Pb-Sn合金为：6=0.678△W 式中：△形为增重(g/m2);6为腐蚀层增厚(um)。 表3为计算得到的年腐蚀增重与年腐蚀增厚的数据，同时给出文献〔7)的数据，以便比较。 由表3看出，北京地区实验室大气腐蚀Pb的年腐蚀速度介于城市与市郊之间。 实验也测得，在实验室大气腐蚀条件下Sn腐蚀层增厚到0.008μm,Pb-Sn合金增至0,005 表3不同商蚀方法Pb年增厚值 Table 3 The increase of thickness of corrosion layers of lead per year 本文测量结果 文献〔7〕的结果· 腐做方法 △W(gm-2.a-1) 8(μm.a-1) 城市工业大气8(4m·a1)市郊大气6（μm.a1) 大气腐蚀 0.735 0.865 1,19 0.58 干热腐攸 0.643 0.757 水气腐蚀 24.226 28.514 ·文献〔7门的值为10年平均测量值。 496

表 2 不同成 分合金水 燕气腐蚀速度 T a b l e 2 C o r r o s i o n v e l o e i t i e s o f t h e a l l o y s二 e o n t a i n i n g d i f f e r e n t c om P o s i t i o n s in w a t e r v a P 0 u r S n △牙 ` △班 2 △牙 〔 g /。 2〕 〔 g /m Z 〕 于〔 g /m Z〕 3 8 。 i写 P b 一 6 1 . 9% S n 6 0纬 P b 一 4 0% S n 时 间 ( h ) △平 i 〔 g /m Z 〕 △平 , 〔 g /口 2 〕 △ 班 〔 g / m Z 〕 △平 i 〔 g / 口 2 〕 △牙 , 〔 g / m Z 〕 乙丫 〔 g /m Z 〕 1 6 2 4 4 8 7 2 0 。 0 2 7 0 。 03 8 0 一 0 4 6 0 一 0 5 4 0 一 08 1 0 一 0 9 8 0 。 1 1 1 0 。 0 3 1 0 。 0 3 7 0 。 0 4 0 0 . 0 4 8 O 。 07 7 0 。 0 9 5 0 。 1 0 2 0 。 0 2 9 0 。 0 3 8 0 。 0 4 3 0 。 0 5 1 0 。 0 7 9 0 。 0 9 7 0 。 1 0 7 0 。 0 2 9 0 。 0 4 6 0 。 0 6 8 0 。 0 7 8 0 。 0 9 0 0 。 1 1 4 0 。 1 1 8 0 。 0 2 9 0 。 0 3 9 0 。 0 6 2 0 。 0 7 1 0 。 0 8 0 0 。 0 9 8 0 。 1 1 0 0 。 0 2 9 0 。 0 4 3 0 。 0 6 5 0 。 0 7 5 0 。 0 8 5 0 。 10 6 0 。 1 1 4 0 0 0 1 9 0 一 0 3 6 0 。 0 4 4 0 。 0 4 8 0 。 0 5 6 0 。 0 6 9 0 。 0 93 口 。 0 1 8 0 。 0 3 0 0 。 0 3 4 0 。 03 7 0 。 0 6 1 0 。 0 7 4 0 。 0 7 7 0 . 0 1 9 0 。 0 3 3 0 . 0 3 9 0 一 0 4 3 0 一 0 5 9 0 。 0 7 2 0 一 08 5 a = 0 。 0 0 5 3 9 b = 0 。 0 10 4 3 r = 0 一 9 9 3 3 a 二 0 。 0 15 8 0 b 二 O 。 0 10 4 4 r = 。 9 8 1 4 a = 0 。 0 0 6 3 2 b = O 。 00 7 8 5 r = 0 。 99 3 6 在大气腐蚀条件下 , S n 和 P b 一 S n 合 金 表面腐蚀层厚度增至一定 值后不再增厚 。 2 。 4 腐蚀层厚度 的 比较 为了比较 , 将增重法 表示的腐蚀速 度转换成 用增长厚度来 表示 。 作者 己指 出 〔 “ ’ , nS 和 P b 一 nS 合金在 8 种腐蚀条 件下 , 腐蚀产物均 为 S n O Z ( 比重为6 。 9 5 g Z c m 3 ) ; P b在干 热 腐 蚀 与 大气腐蚀条件下 , 其产物为 P b 3 O ; ( 比 重为 9 。 1 9 / c o 3 ) 。 转换式为 : 对于 P b : J = 1 . 1 7 7 △平 对于 S n 和 P b 一 S n 合金 为 : J 二 0 。 6 7 8 △ 牙 式 中 : △ 平为增重 ( g /扭 2 ) ; J 为腐蚀层增厚 ( 协m ) 。 表 3 为计算得到 的年腐蚀增重与 年腐蚀增厚 的数据 , 同时 给出文 献〔7〕的数据 , 以便 比 较 。 由表 3 看 出 , 北京地区实验室 大气腐蚀 P b的年腐蚀速 度介于 城市与 市郊之 间 。 实验也测得 , 在实 验室 大气腐蚀条件下 nS 腐蚀层增厚到 0 . 0 0 8 协m , P b 一 nS 合金增至 。 . 0 05 表 3 不同腐蚀方 法P b年增厚值 T a b l e 3 T h e i n e r e a s e o f t h i e k n e s s o f e o r r o s i o n l a y e r s o f l e a d p e r y e a r 本文 测量结果 腐蚀方法 文献〔 了〕的结果 . △才 (g 一 m 一 2 · a 一 1 ) 占 ( p m · a 一 1 ) 城市工 业大气占(林m · a 一 l) 市郊大气占(协nI . : 一 l) 大气腐蚀 0 。 7 3 5 0 。 86 5 干热腐蚀 水气腐蚀 0 。 6 4 3 0 。 75 7 2 4 一 2 2 6 2 8 。 5 1 4 , 文 献〔 7 〕的值为 10 年平均 测量值 。 4 9 6

um后，不再增加。而且，在2,5年的测量过程中，它们的外观也没有明显变化。相反，Pb的 表面状态却发生明显变化。 3结 论 (1)冷轧铅板在实验条件下，测得三种方法的腐蚀速度与时间的关系均服从抛物线规 律。所得实验室腐蚀速度介于文献中城市和市郊大气腐蚀速度值之间。 (2)Sn和按常量配比的Pb-Sn合金，100℃水蒸汽腐蚀速度也服从抛物线规律。而Pb-Sn 合金腐蚀层厚度达到0.003μm后不再增加。 参考文献 1 Siemens A G.Electronic Engineering,1970,42(512):84 3 Davis P E,Warwick M E.Plating and Surface Finishing,1982,(9):72 3鲁永奎等.北京钢铁学院学报，1985,7(4)：92 4张启运等.金属学报，1984,20(4)：A296 5鲁永奎等.北京科技大学学报，1989,11(2)：167 6余觉觉，王维明。物理，1985,13(2)：92 7电子元器件引线可焊性资料汇编。1982年，174 超高矫顽力、高使用温度NdFeB系永磁材料 NdFeB三元系永磁材料的工作温度低于80℃，限制了该材料在电机工业、微波通讯及 精密仪表等领域的应用。本课题研究出超高矫顽力、高使用温度的RFeCoAINbB(R代表 Nd和少量Dy)系永磁材料，解决了NdFeB系永磁材料高使用温度问题。它的主要技术指标 如下：剩磁Br≥1.07T,内禀矫顽力mHc≥16796kA/m,磁感矫顽力Hc≥843.8kA/m,磁 能积(B.H)m=226.9kJ/m3,开路剩磁可逆温度系数a(25~180℃)=-0.0857%/%，150℃ 时磁通不可逆损失小于0.7%，180℃时磁通不可逆损失小于1.3%，工作温度150℃~200℃。 本课题研究的新型NdFεB系永磁材料可用做各种永磁电机，磁力机械，石油工业磁化防 腊器，微波器件，传感器及精密仪表等元器件，具有广泛应用的前景。 497

协m 后 , 不 再增加 。 而且 , 在2 。 5年的 测量过程中 , 它们 的外观也没有明显变化 。 相反 , P b的 表面状态却发生 明显 变化 。 3 结 论 ( 1) 冷轧铅板 在实验 条件下 , 测得三种方法的腐蚀速 度与时 间的关 系均服 从 抛 物 线 规 律 。 所得 实验室 腐蚀速 度介于文 献中城市和市郊大气腐蚀速度值之间 。 ( 2 ) S n 和按常 量配 比的 P b 一 S n 合金 , 10 。℃ 水蒸汽 腐蚀速 度也服从抛物线规律 。 而 P b 一 S n 合 金腐蚀层厚度达到 0 . 0 0 3协m 后不再增加 。 参 考 文 献 5 i e m e n s A G 。 E l e e t r o n i e E n g i n e e r i n g , 1 9 7 0 , 4 2 ( 5 1 2 ) : 8 4 D a v i s P E , w a r w s e k M E . P x a t i n g a n d s 石 r r a e e F i n i , h i n g , 1 9 5 2 , ( 9 ) : 7 2 鲁永奎等 . 北京钢 铁学 院学 报 , 1 9 R5 , 7 ( 4 ) : 9 2 张 启运等 . 金属 学报 , 1 9 8 4 , 2 0 ( 4 ) : A 2 9 6 鲁永奎 等 . 北京科技大学 学报 , 1 9 8 9 , 1 1 ( 2 ) : 1 6 7 佘觉觉 , 王维明 . 物理 , 1 9 8 5 , 1 3 ( 2 ) : 9 2 电子元器件 引线可焊性 资料 汇编 。 1 9 8 2 年 , 1 74 超高矫顽力 、 高使用温度N d eF B 系永磁材料 N d F eB 三元系永磁材料 的工作 温度低 于 80 ℃ , 限 制 了该材料在电机工 业 、 微波通讯及 精密仪 表等领域 的应用 。 本课题研究出超高矫顽力 、 高使用 温 度 的 R F o C o A IN b B ( R代表 N d和少量 D y) 系永磁材料 , 解决 了 N d F e B 系永磁材料高使 用温 度问题 。 它 的主 要技术指标 如下 : 剩磁 B r ) 1 . 07 T , 内 察矫 顽力 . H c ) 1 6了9 k6 A / m , 磁感矫 顽力 ` H c ) 84 3 。 sk A / m , 磁 能积( B · H ) 。 = 2 2 6 。 g k J / m “ , 开路剩磁 可逆温度系数 a ( 2 5 ~ 1 5 0 ℃ ) 二 一 。 。 0 8 5 7% / % , 1 5 0 ,C 时磁通 不可 逆损 失小于。 . 7 % , 1 80 ℃ 时磁通不可 逆损 失小于 1 。 3 % , 工作温度 1 50 ℃ ~ 2 0 ℃ 。 奋 本课题研 究的新型 N d F eB 系永磁材料 可用做 各种永磁 电机 , 磁力机械 , 石油工 业磁 化防 腊器 , 微波器 件 , 传感器及精密仪表等元器 件 , 具有广泛应 用的前景 。 4导了