第28卷 第1期2007年1月
半 导 体 学 报
C HIN ES E J OU RNAL O F S EM ICON
D U C TO RS
Vol.28 No.1
J an.,2007
3国家重大基础研究发展计划(批准号:2002CB 3119,513270407),国防科技重点实验室基金(批准号:51432030204D Z 0101,
51433040105D Z 0102)资助项目
通信作者.Email :cool maer @https://www.doczj.com/doc/cd15587731.html, 2006207225收到,2006208204定稿2007中国电子学会
钝化与场板结构对Al G a N/G a N HEMT
电流崩塌的影响3
马香柏 张进城 郭亮良 冯 倩 郝 跃
(西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室,西安 710071)
摘要:由于Al G aN/GaN H EM T 的几何结构以及很强的极化效应, 漏区域的电场很大,以至于电子可以从 隧
穿到Al G aN 表面.隧穿的电子在表面累积,导致 下耗尽区的电子向漏端延伸,从而引起漏极电流的下降.文中采用应力测试方法,研究了未钝化、钝化以及场板三种结构的Al GaN/G aN H EM T 的电流崩塌程度.实验结果表明,钝化隔断了电子从 隧穿到Al G aN 表面的通道,场板结构能够有效降低 边缘电场,均减少了电子从 隧穿到表面陷阱的几率,从而使虚 的作用减弱,有效地抑制了电流崩塌效应.关键词:电流崩塌;钝化;场板结构PACC :7280E ;7360L ;7220J 中图分类号:TN386 文献标识码:A 文章编号:025324177(2007)0120073205
1 引言
Al GaN/GaN 异质结构有很大的导带偏移,而
且在异质界面附近产生很强的自发极化和压电极化,感生出很强的界面电荷和电场,积聚起高密度的二维电子气.这种二维电子气可以由不掺杂势垒层中的电子转移来产生,这种分离减少了母体对电子的库仑作用,消除了电离散射中心的影响,提高了电子迁移率.GaN 材料的这些特点决定了Al GaN/GaN H EM T 具有优异的微波功率特性,目前Al 2GaN/GaN H EM T 的最大输出漏电流达到211A/mm [1],器件最大跨导达到525mS/mm ,击穿电压在600V 以上[2],SiC 衬底上,4GHz 微波功率达到了136W [3].
虽然Al GaN/GaN H EM T 表现出了良好的微波功率特性,但是电流崩塌效应仍然是限制其广泛应用的主要困难.大量文献报道,对器件施加大的 漏电压,器件直流特性明显退化,出现电流崩塌现象[4～6].在大的 漏电压下, 漏之间产生大电场,电子从 隧穿到Al GaN 表面,被 漏之间的表面态俘获,使耗尽区向漏端延伸,形成虚 ,从而减少了沟道的2DEG ,导致器件出现电流崩塌[4].最近,利
用FP (field 2plated )场板结构[5]制成的 长1μm 、源
漏间距415
μm 的H EM T 器件,在2GHz 下的微波输出功率为10W/mm.FP H EM T 器件微波功率特
性的改善,主要是由于增加了击穿电压以及减少了 边缘的峰值电场[7],场板结构对电流崩塌的影响有待研究.
本文研究了钝化以及场板结构对电流崩塌的改善,通过对未钝化、钝化以及场板这三种不同结构的器件施加直流应力,比较它们的电流退化程度,说明钝化以及场板结构能够有效地减少 边缘电场,减少了注入到表面态的泄漏电流,从而有效地抑制了电流崩塌.并采用A TL AS 2SIL VACO 模拟未钝化以及场板结构的 极边缘电场分布图,说明了大的 漏电场导致填充表面态的电子数增加仍然是电流崩塌的重要原因.
2 器件结构与工艺
实验中所采用的Al GaN/GaN 异质结材料样片是利用MOCVD 制备的.衬底为(0001)面单面抛光蓝宝石.先在520℃下生长厚度约为30nm 的GaN
成核层,接着在高温下依次生长厚度约为1
μm 的GaN 缓冲层,8nm 厚的未掺杂Al GaN 层以及16nm 厚的Si 掺杂Al GaN 层,其中Si 掺杂浓度为110×1018～210×1018cm -3.测量得到的Al G aN 层的Al 组分为27%,Hall 效应测量显示室温下该材料的方块电阻
为312
Ω/□,电子迁移率为1234cm 2/(V ?s ),电子面
半 导 体 学 报第28卷
密度为1162×1013cm -2.
欧姆接触为Ti/Al/Ni/Au
(20nm/120nm/55nm/45nm ),在N 2气氛下进行快速热退火(二次退火,830℃,30s ;200℃,10s ),肖特基接触金属为Ni/Au (20nm/200nm )作栅,这样就制成了实验所需的未钝化器件.在常规H EM T 制作测试之后,利用电子束蒸发一层SiO 2(150nm )作钝化层,作成了实验所需的钝化器件.再在其上蒸发金属Ni/Au (20nm/200nm )作场板,这就制成了实验所需的场板器件.实验中就是对同一个衬底,三个不同的工艺阶段的器件进行测试,得到未钝化、钝化以及场板结构的电流崩塌特性
.
图1 场板结构的Al GaN/GaN H EM T
Fig 11 Field 2plate Al GaN/G aN H EM T
3 结果与讨论
测试仪器为HP415526半导体参数分析仪和Signato ne S1160探针台.为了屏蔽环境光线的影响,测试中探针台均置于屏蔽暗箱中.施加直流应力前器件的输入输出特性如图2所示.施加直流偏置应力过程中固定漏源电压为15V ,栅源电压为-10V ,应力时间为2min.足够低的栅电压使沟道处于耗尽状态,避免了自热效应的影响,同时也消除了热电子的产生.同时施加足够大的源漏电压是为了在栅漏间出现强电场,使更多的电子从 隧穿到表面态.为了更清楚地比较器件直流特性退化程度,并排除扫描过程中栅电压对直流特性的影响,只选取栅压为0V 的单一曲线进行测试.
施加应力前后器件的I 2V 特性比较见图3.没有钝化以及场板的Al GaN/GaN H EM T 器件,最大饱和漏电流从643168下降到572156mA/mm ,下降了1110%;做了SiO 2的器件,器件饱和电流从451158下降到42118mA/mm ,下降了6160%;做了场板的器件,器件饱和电流从719175下降到706168mA/mm ,仅仅下降了1181%.实验结果表明,场板结构能够有效抑制电流崩塌.
把漏压固定在15V , 上加一个-10～0V
的脉
图2 应力前的Al GaN/GaN H EM T 直流特性 (a )做场板前;(b )做场板后
Fig 12 Output characteristics of Al G aN/GaN H EM Ts
before stress (a )Without field 2plate ;(b )With field 2plate
冲应力,脉冲脉宽为100ms ,周期为200ms ,应力时
间为150s.实验结果如图4所示,可以看到明显的漏电流随时间变化的瞬态.由于栅压是0V ,电流不大,而且施加的是脉冲信号,基本上自热效应的影响很小.所以我们认为电流随时间逐渐崩塌和应力偏置有关系.从图4可以看出,在t =40,100和150s 时,未钝化器件的电流崩塌程度分别为14169%,15127%和15140%;SiO 2钝化后的器件,电流崩塌程度分别为9163%,1117%和12161%;做了场板以后的器件,电流崩塌程度只有4175%,5181%和6105%.在相同的时间,比如40s ,未钝化器件的崩塌程度14169%大于钝化器件的崩塌程度9163%,更大于场板结构的崩塌程度4175%,这说明未钝化器件的电流崩塌最快,也最明显,而场板结构可以有效改善电流崩塌效应.
实验还发现,未钝化以前,在漏压为15V ,栅压为-10V 情况下,栅极泄漏电流很大,达到了3124mA/mm ;钝化以后,在同样的 漏电压下,栅极泄漏电流减少到0172mA/mm ;而场板结构的器件,栅极泄漏电流只有818×10-4mA/mm ,如图5所示.可见,钝化结构减少了Al G aN/G aN HEM T 器件的栅极泄漏电流,而场板结构则把泄漏电流降至更小.
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第1期马香柏等: 钝化与场板结构对Al GaN/G aN H EM T
电流崩塌的影响
图3 Al GaN/GaN H EM Ts 应力前后的器件特性比较 (a )未钝化;(b )SiO 2钝化;(c )场板结构
Fig 13 Output characteristics of Al G aN/G aN H EM Ts before and after stress (a )Un 2passivation ;(b )SiO 2passivation ;(c )With field 2
plate
图4 源漏峰值电流随应力时间的变化
Fig 14 Variation of drain peak current versus stress
time
图5 未钝化、钝化、场板三种结构栅极泄漏电流比较 测试
条件V g =-10V ,V d 从0扫描到15V.
Fig.5 Comparison of gate leakage currents for differ 2ent Al GaN/G aN H EM Ts with un 2passivation ,passiva 2tion and field 2plate structure Measurement condi 2tions :V g =-10V ,V d =0～15V
综合以上实验结果,可以发现栅极泄漏电流越大,电流崩塌效应越明显.深入分析可发现,在Al 2GaN 材料生长过程中,由于自发极化以及压电极化,会在Al GaN 层建立一个内建电场,方向指向Al GaN 表面.当Al GaN 层生长到一定厚度后,内建电场会达到106V/cm 的量级,这个量级的电场使共价键的电子离化,离化的电子在内建电场的作用下,漂移到Al GaN/GaN 界面,形成2D EG ,在表面则会留下大量的空穴,表现为电子陷阱[8].在器件关断的情况下,源极流经沟道的电流被关断,不会有沟道电子隧穿到表面态.但是由于 漏电场较大,会有比较大的泄漏电流进入Al GaN 层.这些从栅极注入的电子将会填充 漏之间靠近 区域的表面态,引起虚
效应,导致电流崩塌[9]
.在SiO 2钝化后,隔断了电子从 隧穿到Al GaN 表面态的通道,同时减少了表面态密度[10],从而减少了填充表面态的电子数.但由于SiO 2钝化层是用电子束蒸发的方式获得,其致密性不好,所以并不能完全隔断电子隧穿的通道.在漏压为15V ,栅压为-10V 的 漏电压下,栅极泄漏电流为0.72mA/mm ,这样在 漏之间大的电场应力之后,仍然会有电流崩塌现象的产生,如图3(b )所示.
为了进一步研究 边缘电场对电流崩塌的影响,我们在SiO 2钝化层上加了一层场板.场板结构主要是为了减少靠近漏端栅极的边缘电场.图6是场板结构减少Al GaN/GaN H EM T 边缘电场示意图, 边缘的大部分电场被场板分担,有效地减少了 边缘电场,减少了栅极泄漏电流.实验也证明了场板下的栅极泄漏电流大大减小,如图5所示,在漏压为15V ,栅压为-10V 的情况下,栅极泄漏电流只有818×10-4mA/mm ,这就减少了填充表面态的电
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图6 场板结构减少Al GaN/GaN H EM T 边缘电场示意图
Fig 16 Reduction of gate edge field in Al G aN/GaN
H EM Ts due to field 2plate
子,电流崩塌效应减弱.实验利用A TLAS 软件对钝化、场板两种结构的 边缘电场分布进行了模拟,仿真时源漏电压为15V ,栅源电压为-10V 其结果如图7所示
.
图7 钝化以及场板结构的Al GaN/GaN H EM T 边缘电场分布
Fig 17 Gate edge field distributions of Al G aN/GaN H EM Ts with passivation and with field 2plate
模拟结果发现,利用场板结构可以减少栅极泄漏现象.SiO 2钝化的器件, 边缘电场为2169×106V/cm ;做了场板以后, 边缘电场只有1109×106V/cm ,是钝化器件的40%,可见场板结构明显减少了栅极边缘电场,从而减少了从栅极隧穿到表面态的泄漏电流.在GaAs M ESFETs 以及H EM Ts ,还有Al GaN/GaN H EM Ts 中,都可以运用场板结构.场板结构使漏极可以加更大的电压,在GaAs M ES 2FETs 中,漏压可以加到30～40V ,在Al GaN/GaN H EM Ts 中,漏压可以加到100V 以上,这样就提高了RF 输出功率.
4 结论
本文对未钝化、钝化以及带有场板的器件施加
应力,观察相同应力下的电流崩塌现象,发现在V gs =-10V ,V ds =15V ,时间为150s 的应力下,未钝化的Al GaN/GaN H EM T 电流下降了11%,而做了钝化以及场板的器件电流崩塌程度分别只有6160%和1181%.对器件的栅施加一个-10～0V ,周期为200ms ,脉宽为100ms 的脉冲信号,发现未做钝化的Al GaN/GaN H EM T 器件崩塌现象非常明显,在前40s 就崩塌了14169%,而做了钝化的器件在前40s 下降了9163%,做了场板的器件只下降了4175%,这说明钝化和场板结构能够有效抑制电流崩塌.分析发现,SiO 2钝化后,隔断了电子从 隧穿到Al GaN 表面的通道,从而减少了电子从栅隧穿到电子陷阱的几率.通过A TL AS 2SIL VACO 模拟,发现场板结构能够有效降低 边缘电场,减少电子从 隧穿到表面陷阱的几率,从而使虚 的作用减弱,有效地抑制了电流崩塌效应.参考文献
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第1期马香柏等: 钝化与场板结构对Al GaN/G aN H EM T电流崩塌的影响
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E ffects of Passivation and FP Structure on Current Collapse
in an Al G a N/G a N HEMT3
Ma Xiangbai ,Zhang Jincheng,Guo Liangliang,Feng Qian,and Hao Yue
(Microelect ronics S chool,X i dian Universit y,Key L aboratory of W i de B and2Gap Semiconductor M aterials and
Devices of t he Minist ry of Education,X i di an Universit y,X i’an 710071,China)
Abstract:Due to the geometry and polarization of Al GaN/G aN H EM Ts,the electric field in the gate2drain region is very high, and is sufficient to produce a tunneling current from the gate metal to the surface of the Al GaN barrier layer.The electrons that tunnel to the semiconductor surface can accumulate on the surface near the gate,resulting in the extension of the depletion re2 gion and current collapse.Bias stress measurements were made to determine an Al GaN/G aN H EM T’s current collapse.Surface passivation prevents the electrons f rom getting trapped at the surface,and a field plate suppresses the electric field at the gate edge,thereby reducing the gate leakage by a significant factor.Thus the current collapse can be effectively suppressed by sur2 face passivation and the field2plate structure.
K ey w ords:current collapse;passivation;field2plate
PACC:7280E;360L;7220J
Article ID:025324177(2007)0120073205
3Project supp orted by t he State Key Develop ment Progra m f or Basic Research of China(Nos.2002CB3119,513270407),a nd t he National Def ense Scientific and Technical Key L aborat ory Foundation of Chi na(Nos.51432030204D Z0101,51433040105D Z0102)
Corresp onding aut hor.Email:cool maer@https://www.doczj.com/doc/cd15587731.html,
Received25J uly2006,revised ma nuscript received4August20062007Chinese Institute of Elect ronics
镀锌用途 一、镀锌涉及的行业: 空调制造、洗衣机电机外壳、抽屉滑轨、电视机的支架、太阳能支架、家 用空调背板、汽车零件、工业上的风机(小的用镀锌，大的用热轧)、交通工具(路面指示牌，厚度1.0-1.5) 二、冷轧涉及的行业: 五金制品、炊具、燃具、热水器、家电行业、背板、铰链(门的折页)、电 梯 三、综述 会用到冷轧镀锌的行业有: 防盗门、防火门、通风管道、电缆桥架、楼层板、屋面的领条、轻钢龙虎、办公家具、文具柜、液晶电视的背板、太阳能支架、抽屉滑轨、粮仓、垃圾桶、烧水壶、防火门、卷闸门、工具盒(箱)、超市货架、空调与墙面接触的背板 四、集聚的使用地: 苏州、无锡、浙江、宁波、泰昌、嘉兴、安徽芜湖、连云港、青岛、广州 黄奇鹏(176076900)14:15:53 【1】 热镀锌板的主要用途是什么? 答:热镀锌板的主要用于建筑、家电、汽车、机械、电子、轻工等行业 【2】 目前世界上有哪几类镀锌方法?
答:有电镀锌、热镀锌和涂镀锌等三类方法。 【3】 热镀锌按退火方式的不同可分为哪两种类型? 答:可分为线内退火和线外退火两种类型，又分别叫保护气体法和熔剂法。 【4】热镀锌板的常用钢种有哪些? 答:产品种类:一般商品卷(CQ)，结构用镀锌板(HSLA)，深冲热镀锌板(DDQ)，烘烤硬化热镀锌板(BH)，双相钢(DP)，TRIP钢(相变诱导塑性钢)等。 【5】镀锌退火炉有哪几种形式? 答:有立式退火炉、卧式退火炉和立卧式退火炉三种。 【6】通常冷却塔的冷却方式有几种? 答:有两种:风冷和水冷。 【7】热镀锌的缺陷主要有哪些? 答:主要有:脱落、划伤、钝化斑、锌粒、厚边、气刀条痕、气刀刮痕、露钢、夹杂、机械损伤、钢基性能不良、浪边、瓢曲、尺寸不合、压印、锌层厚 度不合、辊印等。 【8】已知:生产的规格不0.75×1050mm，卷重为5吨，问该卷带钢的长度 是多少?(镀锌板比重为7.6g/cm3) 解:L=G/(h×b×p)=(5×1000)/(0.75×1.050×7.6)=834.42m 答:该卷带钢长834.42m。 【9】锌层脱落的主要原因有哪些?
镀锌板常识 镀锌板是指表面镀有一层锌的钢板。镀锌是一种经常采用的经济而有效的防腐方法。全世界锌产量的一半左右均用于此工艺。 1.镀锌板的定义 镀锌钢板是为防止钢板表面遭受腐蚀，延长其使用寿命，在钢板表面涂以一层金属锌，这种涂锌的薄钢板称为镀锌板。 2.镀锌板的分类和用途 按生产及加工方法可分为以下几类： ①热浸镀锌板。将薄钢板浸入熔解的锌槽中，使其表面粘附一层锌的薄钢板。目前主要采用连续镀锌工艺生产，即把成卷的钢板连续浸在熔解有锌的镀槽中制成镀锌钢板； ②合金化镀锌钢板。这种钢板也是用热浸法制造，但在出槽后，立即把它加热到500℃左右，使其生成锌和铁的合金被膜。这种镀锌板具有良好的涂料的密着性和焊接性； ③电镀锌钢板。用电镀法制造这种镀锌钢板具有良好的加工性。但镀层较薄，耐腐蚀性不如热浸法镀锌板； ④单面镀和双面差镀锌钢板。单面镀锌钢板，即只在一面镀锌的产品。在焊接、涂装、防锈处理、加工等方面，具有比双面镀锌板更好的适应性。为克服单面未涂锌的缺点，又有一种在另面涂以薄层锌的镀锌板，即双面差镀锌板； ⑤合金、复合镀锌钢板。它是用锌和其他金属如铅、锌制成合金乃至复合镀成的钢板。这种钢板既具有卓越的防锈性能，又有良好的涂装性能。 除上述五种外，还有彩色镀锌钢板、印花涂装镀锌钢板、聚氯乙烯叠层镀锌钢板等。但目前最常用的仍为热浸镀锌板。 其他相关资料： 一、热镀锌带钢的意义 冷弯薄壁型钢日前普遍采用黑色材料，冷弯后经过简单的除锈涂装处理就投入使用了，其使用寿命受到一定的限制（一般在5年左右即会出现大面积的锈蚀）。而我司向市场隆重推出的热镀锌带钢，是以热轧带钢为基板，通过酸洗、冷轧、加热还原、镀锌等工艺流程生产出来的，其产品完全能达到GB510018-2002 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的标准，在建筑行业可以得到大量的应用，还可以在汽车、铁路机车制造、仓板制造、高速公路护栏等行业使用。 二、热镀锌带钢的镀锌方法 1、氢气还原法镀锌氢气还原法镀锌发明于1937年，氢气还原法热镀锌奠定了现代化连续热镀锌的基础。采用氢气还原法生产工艺的产品，其外观质量、镀锌层结合力均优于溶剂法镀锌。还原法镀锌在带钢经酸洗后进入加热还原炉，用氢气还原掉酸洗后产生的氧化膜，并在加热还原过程中使钢板表层产生一层海绵状的还原层，进入锌锅后可以产生一层双向结合力好、均匀的锌铁合金层，大大增加了锌层的附着力、这也决定了其镀锌法能源消耗成本较高。
所谓涂膜的附着力，主要是指印铁产品在施工完毕后，涂料膜层、彩色油墨膜层与金属薄板之间的附着能力。印铁成品在进行各种机械加工成型之后，要求依附于金属薄板上的彩色涂膜无损伤和膜层剥落现象。一般情况下，涂膜的附着力与金属印件的表面性质、涂料性质以及印铁涂料施工方式有着密切的关系。 金属印件性质检测 印铁所使用的金属薄板主要有镀锡薄钢板（俗称马口铁）、镀铬薄钢板以及铝板三大类。金属薄板在制作成型加工过程中，通常表面需要涂上一层薄而均匀的油膜，以防止在机械加工过程中摩擦损伤和保存期内生锈。在金属薄板的制作中，主要是对马口铁和镀铬薄钢板进行表面涂防锈油和表面钝化处理。涂油要求控制好量。而氧化膜和铬的含量，更要求控制在一定的范围之内，这是因为镀锡薄钢板出厂前必须经过钝化处理，以防表面快速氧化，如果钝化处理过强，即表面含铬量过高，就会导致表面附着力下降。此外，表面含铬状态直接影响印铁施工中印墨和涂膜的附着力，不同钝化液配方和电流密度，工艺条件也不同。 金属薄板表面状态的检测十分重要，主要涉及对金属薄板表面氧化膜量、含铬量和涂油量的检测。 氧化膜检测在适当的电解液和适当的电流密度下，氧化物被还原。在电流接通开始还原反应时，金属薄板表面保持在稳定的电位。反应终了时，会有明显的电位跌声。记录起止时刻，并算出该时段内所耗用的总电量，再根据法拉第定律，即可算出被还原的氧化物量。 含铬量的测定化学法测定含铬量较为繁琐，且容易出错，目前行业多采用库伦法估算。其原理是电解铬——测试电路接通后，记录仪上将会呈现表面铬层在电解剂将用尽时表面电极电位逐渐升高的状况，电位停滞段越长，表示其含铬量越高。 涂油量检测用类似于测定涂膜量的脱膜方法，即在3%的Na2CO3的溶液里，以3~6V直流电源的负极接于金属薄板表面。如果金属薄板表面含油量超标，被H2推入溶液中的油会显而易见。 金属薄板和涂料的选择及配合 涂料施工在印铁操作中是重要的一环，关系到印铁产品的基础是否扎实。印铁涂料一般可以分成油（打底涂料）、白色涂料（又叫白可丁）、罩光涂料（光油）、内壁涂料以及特种涂料共五大类组成。涂料不同，稀释剂也各异，要求互相匹配，在稀释时要求稠稀相宜，否则不利于施工质量和涂膜质量。一般情况下，打底涂料要求涂料调配时稀薄一些，涂层也较薄。其主要功能是连接金属薄板和上面的涂膜、墨膜。由于施工要求因涂料而异，操作人员必须认真按施工单上的具体指令进行施工，严格控制涂膜的厚度、车速以及烘炉的实际温度，确保产品质量的稳定性。 施工方式影响印涂膜的附着能力 此外，施工方式也直接影响到印涂膜的附着能力。通常要求印铁涂料的粘度尽可能低，同时确保涂膜在施工完成之后具有基本厚度。在涂料施工时，还要求施工现场保持适当温、湿度，目的是使涂料保持合适的粘度和厚度。在涂膜完工，印件进入隧道式烘炉后，升温速度不宜太快，使涂层的干燥结膜有一定缓冲的过程，这样对涂层表面的流平性有益。
热镀锌钢板和电镀锌钢 板的区别 文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
热镀锌钢板和电镀锌钢板的区别 根据镀锌方式、生产工艺以及镀锌量的不同，又分为热浸镀锌钢板（GI）和电解镀锌钢板（EG），它们在各方面的特性都存在着较大的差异： 从外观来看，EG的表面光亮度要比GI好，不过通过净面处理，GI也可以达到很好的光亮度； GI的镀锌层与钢板间可以形成一层锌铁合金，可以使镀锌层更为牢固，而EG的镀锌层较薄，无法形成锌铁合金层，因而GI的防腐蚀及防锈蚀特性要优于EG； GI的镀锌量可以达到每平方米45克以上，而EG的镀锌量只有20克左右，镀锌量的多少将会直接影响到钢板的防辐射及抗氧化能力； 相比EG而言，GI对电磁波尤其是对低频电磁波具有更强的吸附性，同时这种材料还具有更好的散热性和导电性，可有效的抵御高频电磁波。 电镀的像水银一样亮，热镀的发乌。锌易溶于酸，也能溶于碱，故称它为两性金属，锌在干燥的空气中几乎不发生变化，在潮湿的空气中，锌表面会生成致密的碱式碳酸锌膜，在含二氧化硫、硫化氢以及海洋性气氛中，锌的耐蚀性较差，尤其在高湿高温含有机酸气氛里，镀锌层极易被腐蚀。 锌的标准电极为-0.76V，对钢铁来说，新镀层属于阳极性镀层。它主要用于防止钢铁的腐蚀，其防护性能的优劣与镀层关系甚大。 镀锌层经钝化处理。染成或涂覆护光剂后，能显着提高其防护性和装饰性。近年来，随着镀锌工艺的发展，高性能镀锌层光亮剂的采用，镀锌已从单纯的防护目的进入防护装饰性应用。最主要的就是一个是电镀的，电镀锌成本较高，表面好，耐指纹，耐腐蚀，做表面产品精细度较高的，一般用电镀锌。两者最大的区别在于锌层形成原理不一样 热镀锌：锌层生成原理锌铁合金层、纯锌层、氧化层。 电镀锌：锌层生成原理锌原子沉积、达到原子生长点以后形成镀锌层。电镀锌与热镀锌的区别： 1.厚度不同，电镀锌锌层较薄，热镀锌锌层较厚（厚很多）； 2.外观不同，电镀锌外观平整光亮，热镀锌外观粗糙光泽差； 3.应用环境不同，电镀锌用于一般场合，热镀锌用于室外等场合；
相信大家在使用涂料对金属产品进行喷涂的时候都有遇到过大部分涂料对金属产品的附着力都不是特别理想的，今天在这里，源雅化工就和大家来谈谈这个问题，到底怎么样才能使涂料对金属附着力提升？ 很多金属如锌合金、镁合金、不锈钢等在表喷涂的时候附着力都是不理想，如需在金属表面获得良好附着力，一般需要对金属表面打底处理，可以起到承上启下的作用，使其铰链上底材和UV，达到附着。金属表面附着力促进剂是以特殊树脂为基础经过改性后的最新产品，专门用于提高五金、镁合金、锌合金、金属水电镀、真空电镀等基材的附着力，并且具有优良的物理性能及耐化学性和耐热性，如耐盐雾，耐人工汗液等；它对各类光固化面漆体系都具有优良的附着力。 物理性质： 1、外观：微黄色浑浊液体 2、固含: 25% 3、软化温度：80℃左右 4、分子量：60000-90000 施工工艺： 1、涂装工艺流程五金件（PVD）镀膜表面的清洁→喷涂金属处理水→风干3-5分钟→喷涂UV面漆→IR流平（60±10℃×4～6min）→UV固化（700±100mj/cm2）→检验，下一工序。 2、施工粘度：8±1秒(岩田2#杯) 3、施工气压：3-4Kg/cm2 4、喷涂膜厚：喷涂五金处理剂的膜厚一般控制在3-5μm之间效果最佳，UV面漆的膜厚为10-15μm 尼龙处理剂解决尼龙表面附着力差 来源：源雅化工 产品用途： 尼龙处理剂应用于尼龙塑胶表面加工时增进上涂料时对底材的附着性的特殊助剂。尼龙素材的表面物理性能差、极性低，常常附着力差，需要进行特殊处理后，才能有效的附着。尼龙处理剂专门为这些而产生，具有优异的附着力，可以在处理过的尼龙底材上喷涂任何涂料（包括手感油、UV光油等）。尼龙处理剂广泛应用于家用电器、小商品、高级玩具等许多方面，操作方便、可通过各种测试。 物理性质： 1、化学组成：高分子界面聚合物。 2、密度（g/cm3）：0.90。 3、闪点：约12℃。 4、外观：淡黄透明液体。 使用方法： 1.将要处理的尼龙素材擦拭干净，去除表面残留油脂或脱模剂等。
锌镀层性质与用途 锌镀层在大气条件下对钢铁零件为阳极性镀层，经彩色钝化后，明显地提高了镀层的保护性能并改善了外观。主要用于防止钢铁零件的腐蚀，其镀层价格低廉，耐腐蚀性能优良，应用量大面广。 镀锌工艺的种类 1、氰化镀锌：分高氰镀锌、中氰镀锌、低氰镀锌； 2、酸性镀锌：硫酸盐镀锌、弱酸性氯化钾镀锌、氨三乙酸－氯化铵镀锌； 3、碱性无氰锌酸盐镀锌。 各种镀锌工艺的优缺点 1、氰化镀锌 优点：镀层结晶细致，镀液的分散能力和覆盖能力较好，对钢铁设备无腐蚀作用。 缺点：镀液含有剧毒氰化物，排放的废水和废气对环境有危害。 2、硫酸盐镀锌 优点：成本低，镀液稳定，电流效率高，允许的阴极电流密度上限值很高，沉积速度快。 缺点：均镀能力和深镀能力较差，镀层结晶较粗，只适用于镀外形简单的零件。镀液对钢铁设备有腐蚀作用。 3、弱酸性氯化钾镀锌 优点：无氰，镀液成分简单、稳定，投产成本不高，电流效率高，节约电能，沉积速度快，生产效率高，适用于铸铁零件、高碳钢零件镀锌。镀层光亮、细致，整平性好。 缺点：镀液对钢铁设备有腐蚀作用。如果后处理不好，彩色钝化膜的抗盐雾性能比碱性镀锌差。 4、氨三乙酸－氯化铵镀锌 优点：由于氨三乙酸对锌的络合能力较强，显著增加了锌沉积时的阴极极化作用，镀液的分散能力和覆盖能力较好，镀层比较光亮。 缺点：镀液对钢铁设备有腐蚀严重。 5、碱性锌酸盐镀锌 优点：无氰，对钢铁设备无腐蚀，钝化膜在湿热的大气中不容易变色发黑。 缺点：在镀层的结合力和脆性方面于氰化镀锌相比有一定的差距。 镀锌钝化处理的定义 将镀件在一定的钝化液中进行化学处理，使锌层表面形成一层致密的稳定性较高的薄膜，即钝化膜。这层钝化膜可使锌镀层的耐腐蚀能力提高6~8倍，并赋予锌以美丽的装饰外观和提高耐污染的能力。
影响ITO薄膜附着力 的因素及对策 霍锦辉 2011/4/16
附着机理 ?薄膜附着力的产生来源于膜/基片界面之间的相互作用，可分为物理吸附和化学吸附两种。 ?物理吸附的有力学锁合作用和由单分子层间接触所引起的附着力。这两种力主要是： （1）范德华力；（2）偶极子效应、诱起效应和劳伦兹力三种力的总和。 ?化学吸附可分为以下几种类型： （1）由两相邻材料之间发生了化学反应所引起的附着力； （2）由于扩散所引起的附着力； （3）“类扩散”所引起的附着力。
影响附着力因素-本底真空度 ?高的本底真空意味着真空腔体内杂质少，本底真空的提高可以减少在基片上形成薄膜的过程中，空气分子作为杂质混入膜内或在薄膜中形成的化合物。?本底真空度越高，镀膜时引入的杂质就越少。
影响附着力因素-基体表面状态 ?基体的表面状态对附着力有很大影响，.薄膜之所以能附着在基体上,是范德瓦尔力,扩散附着,机械锁合,静电引力,化学键力等的综合作用.基体表面的不清洁将使薄膜不能和基体直接接触,范德瓦尔力大大减弱,扩散附着也不可能,会使附着性能极差.由于表面的吸附（在10-3Pa压力1min即可吸附一个单分子层）作用会使其表面的化学键达到饱和。使沉积物不能与基片形成适当的化学键，这也会降低膜的附着力。
影响附着力因素-基体表面温度 ?在沉积薄膜时，提高基片温度，不但可以去掉基片表面残留的气体及各种水汽、溶剂，还利于薄膜和基片原子的相互扩散，并且会加速化学反应，从而有利于形成扩散附着和通过中间层的附着，这样，包含在微结晶中的晶格缺陷就会减少，而且粒子形状易于长成为纤维状的结构，有利于形成致密的膜层，降低膜/基片界面处的孔隙度，附着力就会增大。低温沉积时,原子活性低,形核密度低,界面存在孔隙；高温沉积时,原子活性增大,形核密度高,界面孔隙少,界面结合较强,附着力高。但基体温度过高会使薄膜晶粒粗大,增加膜中热应力,从而影响薄膜的其他性能。
锌合金表面涂装涂层附着力不良的主要原因 (本方案由东莞炅盛附着力促进剂整理发布) 在腐蚀环境恶劣的情况下，需要对某些产品或工程设备采取更好的防腐措施，镀锌层加涂装涂层被认为是一种比较好的方法。 镀锌层一般分为电镀锌和热镀锌，在涂层完好的情况下，热浸镀锌层比电镀锌层防腐性能要好。当在产品或零部件的镀锌层上进行涂装时， 最常见的质量事故就是涂装涂层的附着力不良，造成短期内涂层脱落。在涂装和使用现场的表现形式是涂装涂层的附着力时好时坏，质量不稳定。 造成镀锌层与涂装涂层附着力不良的主要原因： 1.镀锌层本身与基体金属的附着力不好，导致镀锌层开裂和脱落（与镀液成分和镀层厚度有关）。 2.锌镀层内混入气体，在涂装涂层烘烤时发生膨胀，造成涂层脱落。 3.热镀锌板镀层较厚、镀层晶粒较粗，以致成型后表面粗糙度过大及零件表面黏附过多锌粉，干扰了磷化膜的正常形成。 4.因为镀锌板镀层中Al的溶解，以致Al3+在磷化槽中积聚，使磷化膜结晶粗大。 5.钝化膜表面太光滑或有油污、水渍影响附着力。 6.金属锌的活性强，富有反应性，使得涂层的黏度下降。 7.锌的二次生成物（碱式复盐）易溶于水，多数显示碱性，使用过程中，透过涂层的水与基板上的盐类发生溶解，破坏涂装涂层的附着力。 8.锌因为各种原因（如微电池作用）产生的锈蚀产物（白锈Zn（OH）255%·ZnCO340%·H2O5%）使体积膨胀（增加几十倍），影响涂装涂层的附着力。 9.锌在pH为9～11之内是比较稳定的，透过涂装涂层的水或水溶液的pH如果不在此范围内，锌则会溶解析出，从而影响涂装涂层的附着力。 10.锌与存在于涂料（某类油性涂料）中或涂层中的 脂肪酸发生反应，可生成溶解于水的金属皂（树脂金属盐），常常成为涂装涂层脆化甚至剥离的原因。原子灰直接刮涂在镀锌板上附着力极差，其原因是由于镀锌层与不饱和聚酯相互反应生成金属盐，产生锈蚀、小泡，进而造成原子灰大面积脱落。镀锌板需经特殊处理（如钝化、专用钣金腻子或采用致密的底漆层隔离等）才能与原子灰配套使用。
镀锌钝化技术的发展 学院：化学与生物工程学院专业：应用化学 班级：应化0901 学号：200967090125 姓名：宁波
镀锌钝化技术的发展 1)镀锌钝化的一般原理： 锌是一种化学性质很活泼的金属，锌电镀后如果不进行很好的后处理，镀层很快就会变暗，并相继出现白色腐蚀产物。为了减少锌的化学活性，往往采用铬酸盐溶液来钝化处理，使锌层表面上形成一层铬酸盐转化膜层。这层膜正式的名称叫做“铬酸盐转化膜”，或“镀锌层钝化膜”。这种成膜工艺叫“镀锌钝化”。 2)镀锌钝化耐腐蚀性的可能途径 目前镀锌层表面无铬( Ⅵ) 钝化技术总体分为:无机物钝化、有机物钝化和无机- 有机物复合型钝化,涉及三价铬( Ⅲ) 盐、钼酸盐、钨酸盐、硅酸盐、稀土金属盐、钛盐及有机类物质(如单宁酸、植酸) 等,而改性硅酸盐钝化、稀土金属盐钝化、有机硅烷钝化及无机—有机物复合型钝化研究的进展较大。 2.1）无机物钝化 2.1.1）VIB族元素钝化 通常同族元素具有相似的化学特性,因此用钼和钨作为替代物进行了尝试。另外,铬具有多种价态,所以三价铬也具有很好的替代前景。 2.1.1.1）三价铬钝化因相对于其他替代物,三价铬与六价铬性能近似,因此工艺成熟较快,能迅速投入使用,也为其他钝化技术提供过渡、发展和完善的时间。
2.1.1.2) 钼盐钝化近年钼酸盐已开始用来作为钝化剂。但单纯钼酸盐膜的耐蚀性逊于铬酸盐,且成本较高。因此,为便于推广,钼酸盐与其他无机盐的复合钝化,将成为无铬钝化的一个重要发展方向。 2.1.1.3) 钨酸盐钝化钨作为铬、钼同族元素,其无机盐替代铬酸盐的研究也是寻找环保型钝化工艺的一个方向。李道华等以Mo (W) S2 为钝化剂获得的钝化膜取得了一定的耐蚀效果。但有报导,通过测试和研究得出,其耐蚀效果不如铬酸盐和钼酸盐。 2.1.2) 改性硅酸盐钝化硅酸盐作为沉淀膜型缓蚀剂,具有无毒、成本低、稳定性高等优点,且易与涂料混合,易上色。但其单独使用耐蚀效果不甚理想。因此在硅酸盐钝化液中加入一定量的金属盐添加剂或有机促进剂,以提高钝化膜的耐蚀性,成为目前硅酸盐钝化技术的一个主要方向。根据其工艺和配方获得的钝化膜耐蚀性经电化学和盐雾试验检测,其耐蚀效果可与铬酸盐钝化相媲美。 2.1.3) 稀土金属盐钝化稀土金属盐钝化是一种新兴的无铬钝化工艺,采用镧系轻稀土元素的无机盐进行钝化,形成稀土氯化物、氢氧化物沉淀膜,由此降低镀锌层的溶解速度,提高镀层的耐蚀性能。这种方法无毒,且钝化液排出无污染,是新型的环境友好耐蚀处理工艺。总体上说,稀土盐钝化的耐蚀效果不如六价铬工艺,但发展空间较大. 2.1.4) 钛盐钝化 20 世纪70 年代由硫酸氧钛或氟酸钛配方获得的钝化膜为亲水性膜,且无自愈合功能,因此不宜推广。
漆膜附着力高低温交变测试 漆膜涂覆于产品，起保护与装饰作用，由于涂覆的产品使用于不同温度的环境，不同的材料热胀冷缩系数不一样，如果漆膜与基材热胀冷缩系数差异较大，会使漆膜附着力变差，漆膜很容易从基材上脱落，因此需要研究温度变化对漆膜性能的影响。我们选用电子产品常用漆种进行了高低温冲击试验，以考察环境温度变化对漆膜性能的影响。由于产品常用的基材为铝合金低温氧化基材、导电氧化基材及钢件镀锌基材，因此主要测试不同漆种在这几种基材上的性能变化。 高低温交变试验箱用途: 国防工业，航天工业，自动化零组件，汽车部件，电子电器零组件，塑料，化工业，食品业，制药工业及相关产品之耐热，耐寒，耐干性能及研发，质量管理工程之试验规范。 ◆全新完美的造型设志外观质感高水平，进口型多功能，扩展性强之专用控制器，操作简单，学习容易，控制稳定可靠。 ◆全方位的安全保护.确保机器本身及使用者安全. ◆宽敞明亮之大视窗配高亮度荧光灯，让使用者可随时观测试验箱内的状况。 ◆采用全毛细管，自动负载容量调整系统技术，较以往膨胀阀系统更稳定可靠。温度控制更精确，升降温速度快速，平稳、均匀、为使用者节 约宝贵时间。 ◆特殊强制送风循环设计，可避免箱内的气流死角，保证提供优良的温度分布均匀度。 ◆圆弧之内箱结构设计，便于清洗。 ◆釆用对奥氧系数为零的绿色环保(HFC)制冷剂R507,R23。 ◆代燥音设计≦65Db。 ◆可连接计算器，记录仪(选配)。 高低温交变试验机 1、试验部分
1.1原材料 铝合金镀银试片、铝合金低温氧化试片、铝合金导电氧化试片、钢件镀锌试片; 复合涂层配套组合分别为:S06-N-2底漆+丙烯酸聚氨醋面漆、铭黄底漆(A 707)+丙烯酸氨基面漆CAS、锌黄底漆(CH06-2)+丙烯酸氨基面漆 (B)、铁红底漆(CH 06-2)+丙烯酸聚氨醋面漆、铁红底漆(CH 06-2) +丙烯酸氨基面漆(B)、铁红底漆(CH 06-2)+醇酸氨基漆、锌黄底漆((H 06-2)+醇酸氨基漆。 1.2试验方法 本次试验按照油漆的配套性及漆种的涂覆要求，将不同的漆种涂覆于不同的基材，由于底漆直接和基材接触，油漆的附着力至关重要，首先测试了不同底漆的附着力，其次又测试了复合涂层的附着力，最后考察了高低温冲击试验对不同涂膜的附着力的影响。附着力按照GB庄9286-1998进行测试。本次高低温冲击的试验条件为:-55℃(30min)→25℃(3min)→85℃(3min)，循环24次。 2、试验结果与讨论 2.1底漆附着力测试 本次试验首先测试了各种底漆在不同基材上的附着力，测试结果见表1。由试验可以看出，镀银试片比较光滑，各种漆膜在镀银层上的附着力都不是很好，建议设计将铝件的镀银改变为其他镀种;表中的各种底漆在低温氧化、导电氧化试片上的附着力都很好，均能满足某单位产品要求;钢件镀锌表面由于有一层钝化膜，该层钝化膜在高温加热时，附着力明显变差。如果钝化膜不去除，S06-N-2底漆的附着力优于铁红底漆的附着力。未高温烘烤前，钝化膜附着力为0级，喷完底漆后，进行烘烤，高温烘烤后，钝化膜附着力明显变差，做划格试验，漆膜连同钝化膜一起脱落。 2.2复合涂层附着力 油漆剥落有时从底漆层直接剥落，有时从面漆层剥落，所有产品涂覆的基本都为复合涂层，所以对不同基材上复合涂层的附着力进行了测
电镀锌钝化及其发展 摘要：电镀锌是利用锌在空气中不容易发生不发生变化，因为在空气中形成一钟致密的碱式碳酸锌的保护膜，这种薄膜能有效保护内部不受腐蚀，但因某种原因，使镀层发生破化露出机体时，锌与基体形成微电池，使基体成为阴极而受到保护，镀锌层较厚，在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。 前言:与其他金属相比，锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属，属低值防蚀电镀层。被广泛用于保护钢铁件，特别是防止大气腐蚀，并用于装饰。镀覆技术包括槽镀(或挂镀)、滚镀（适合小零件）、自动镀和连续镀（适合线材、带材）。 锌电镀后必须做好后处理，镀层很快就会变暗，并相继出现白色腐蚀产物。为了减少锌的化学活性，往往采用铬酸盐溶液来钝化处理，使锌层表面上形成一层铬酸盐转化膜层。这层膜正式的名称叫做"铬酸盐转化膜"，或"镀锌层钝化膜"。这种成膜工艺叫"镀锌钝化"。锌与锌合金镀层的钝化处理可采用不同含量的铬酐和不同成分的钝化溶液及不同的工艺条件，得到耐蚀性不同和色彩各异的钝化膜，如彩虹色蓝白色、橄榄色、蓝色、黄色和黑色等色调，起到不同的装饰效果，达到不同的耐蚀性能。锌的最终抗蚀能力取决于锌层厚度，锌层纯度，钝化的好坏。 传统的钝化工艺都采用铬酸钝化，钝化膜中总铬量较高，对提高耐蚀性起了重要作用, 膜层完整、致密也起到辅助作用，钝化膜界面形成富铁系金属层，可抑制腐蚀的进行，增强耐蚀性能。由于三价铬钝化及无铬钝化技术尚不成熟，六价铬钝化仍占主导地位。 六价铬钝化毒性大，严重污染环境。所以目前已逐渐用低浓度铬酸代替高浓度铬酸，但六价铬的污染仍不可避免。但随着环保要求的逐步提高，无毒或低毒钝化工艺将是未来电镀锌钝化的发展方向。无六价铬钝化工艺前景良好，钼酸盐钝化和三价铬钝化等工艺在提高耐蚀性和装饰性方面已较接近铬酸钝化工艺，有希望取代铬酸钝化工艺。
作为保护层的涂料，经常受到各种力的作用，如摩擦、冲击、拉伸等，因此要求漆膜有必要的力学性能。为了评价漆膜的力学性质，涂料工业本身发展了一系列测试方法，但这些方法只能提供具体材料性能优劣的数据，而不能给出漆膜力学性能的规律、特点及其与漆膜结构之间的关系。另一方面，由于聚合物材料的广泛应用，有关聚合物材料的力学性质已进行了广泛而深入的研究，涂料也是一种聚合物材料，且包括了聚合物材料的各种形式，如热塑性材料，热固材料、复合材料、聚合物合金等等，因此用已有的聚合物材料学的知识来了解和总结漆膜力学性质是很有意义的。但是，涂料和塑料、橡胶、纤维等典型的聚合物材料又有不同，漆膜的性能是和底材密切联系的，换言之，聚合物材料的规律和理论只和自由漆膜的性质有直接关联。如何将自由漆膜与附着在底材上的实际漆膜的性能联系起来，仍是一
个需要研究的课题，但无论如何，有关自由漆漆膜是和底材结合在一起的，因此漆膜和底材之间的附着力对漆膜的应用性能同样有重要影响。附着力的理论和规律是粘合剂研究的重要课题，因此涂料和粘合剂有着密切的关系，粘合剂的理论对于涂料同样有重要的参考价值。 1、无定型聚合物力学性质的特点 材料的力学性质主要是指材料对外力作用响应的情况。当材料受到外力作用，而所处的条件使它不能产生惯性移动时，它的几何形态和尺寸将产生变化，而几何尺寸变化的难易又与材料原有的尺寸有关，用原有尺寸除以受力后的形变尺寸就称为应变。材料发生应变时，其分子间和分子内的原子间的相对位置和距离便要发生变化。由于原子和分子偏离原来的平衡位置，于是产生了原子间和分子间的回复内力，它抵抗着外力，并倾向恢复到变化前的状态。达到平衡时，回复内力与外力大小相等，方向相反。定义单位面积上的回复内力为应力，其值与单位面积上的外力相等。产生单位形变所需的应力称为模量。 模量=应力/应变 根据外力形式不同，如拉伸力、剪切力和静压力，模量分别称为杨氏模量、剪切模量和体积模量。从材料的观点来看，模量是材料抵抗外力形变能力，它与材料的化学结构和聚集态结构有关，是材料最重
镀锌板国家新标准 GB-T/2518-2008 镀锌标准 前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 分类及代号 5 尺寸、外形、重量及允许偏差 6 订货内容 7 技术要求 8 试验方法 9 检验规则 10 包装、标志及质量证明书 附录 A（规范性附录）理论计重时的重量计算方法 前言 本标准参考 ISO 3575： 1996 《商品级、固定成型级和冲压级连续热镀锌碳素钢薄板》， ISO 41996《结构级连续热镀锌碳素薄钢板》和 DIN EN 10142：2000《连续热镀锌结构钢板及钢带 技术条件》，DIN 10147：2000《冷成形用低碳钢连续热镀锌钢板及钢带供货技术条件》并结 国具体情况对 GB/T 2518—1998《连续热镀锌薄钢板及钢带》进行了修订。 本标准代替 GB/T2518—1998《连续热镀锌薄钢板和钢带》。 本标准与 GB/T2518—1998相比，对下列主要技术内容进行了修改： ——增加规范性引用文件、技术要求、需方提供的信息、检验、复验、检查和验收等；
——增加热轧酸洗带钢作为镀锌钢板基材，扩大了产品的厚度范围； ——增加镀锌钢板化学成分的内容； ——增加结构级镀锌钢板系列品种； ——增加无锌花镀锌层种类； ——增加镀层重量的镀层分类； ——改变表面质量级别划分方式； ——增加漆封、磷化、不处理三项表面处理项目； ——取消对镀锌钢板杯突值的规定，增加了 n、r 值的规定。 本标准的附录 A 是标准的附录。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准起草单位：武汉钢铁（集团）公司、冶金工业信息标准研究院、黄石山力涂层工程技术有限公司。 本标准重要起草人：杨大可、刘友仁、黄颖、郑洪道、何明文、杨春甫、张才富、苏维嘉。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： ——GB 2518——1981、GB 2518——1988。 镀锌薄钢板及钢带 1 范围 本标准规定了来年许热镀锌钢板及钢带（以下简称钢板及钢带）的定义、分类与代号、尺寸、外 形、重量及允许偏差、技术要求、实验方法、检验规则、包装、标志及质量证明书等。 本标准适用于宽度不小于 600mm，公称厚度为 0.20 mm ~5.0 mm的连续热镀锌普通级、机械咬 合级、冲压级（03、04、05、06 级）、结构级钢板及钢带。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有
电镀锌和钝化 一、电镀锌概述 电镀锌也叫冷镀锌，就是利用电解原理，在制件表面形成均匀、致密、结合良好的锌镀层的过程。与其他金属相比，锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属，属低值防蚀电镀层，被广泛用于保护钢铁件，特别是防止空气氧化腐蚀，并用于装饰。 二、电镀锌的分类 目前,国内按电镀溶液分类, 电镀锌可分为四大类: 1．氰化物镀锌 由于(CN)属剧毒,所以环境保护对电镀锌中使用氰化物提出了严格限制,不断促进减少氰化物和取代氰化物电镀锌镀液体系的发展.要求使用低氰(微氰)电镀液。 采用此工艺电镀后,产品质量好,特别是彩镀,经钝化后色彩保持好。 2．锌酸盐镀锌: 此工艺是由氰化物镀锌演化而来的.目前国内形成两大派系,分别为: a)武汉材保所的”DPE”系列 b)广电所的”DE”系列 都属于碱性添加剂的锌酸盐镀锌;PH值为12.5~13.
采用此工艺,镀层晶格结构为柱状,耐腐蚀性好,适合彩色镀锌. 典型配方: NaOH-------------110~120g/l ZnO---------------11~12g/l 94------------------5~7g/l 94为产品代号是“DPE-Ⅱ”和乙醇胺的结合物 注意:产品出槽后—>水洗—>出光(硝酸+盐酸) —>水洗—> 钝化—>水洗—>水洗—>烫干—>烘干—>老化处理(烘箱内 80~90oC) 3．氯化物镀锌 此工艺在电镀行业应用比较广泛，所占比例高达40%。 钝化后(兰白)可以锌代铬(与镀铬相媲美),特别是在外加水 溶性清漆后，外行人是很难辩认出是镀锌还是镀铬的。 此工艺适合于白色钝化(兰白，银白)。在客户无特殊要求时,最好是选择银白钝化(色泽保持较稳定)。 典型配方: KCl----------------------180~220g/l ZnCl---------------------65~75g/l H3BO3-------------------25~30g/l(缓冲剂). PH值:5~5.5 CI-87--------------------15~20g/l(光亮剂). 4．硫酸盐镀锌
金属表面处理种类简介 电镀 镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。 电泳 电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷涂料离子移动到阴极,并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。 电泳表面处理工艺的特点： 电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点，电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。电泳工艺优于其他涂装工艺。 镀锌 镀锌是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。现在主要采用的方法是热镀锌。 电镀与电泳的区别 电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。 电泳:溶液中带电粒子（离子）在电场中移动的现象。溶液中带电粒子（离子）在电场中移动的现象。利用带电粒子在电场中移动速度不同而达到分离的技术称为电泳技术。 电泳又名——电着 (著)，泳漆，电沉积。 发黑 钢制件的表面发黑处理，也有被称之为发蓝的。其原理是将钢铁制品表面迅速氧化,使之形成致密的氧化膜保护层，提高钢件的防锈能力。 发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。A3钢用碱性发黑好一些。 在高温下（约550℃）氧化成的四氧化三铁呈天蓝色，故称发蓝处理。在低温下（约3 50℃）形成的四氧化三铁呈暗黑色，故称发黑处理。在兵器制造中，常用的是发蓝处理；在工业生产中，常用的是发黑处理。 采用碱性氧化法或酸性氧化法；使金属表面形成一层氧化膜，以防止金属表面被腐蚀，此处理过程称为“发蓝”。黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的氧化膜，其外层主要是四氧化三铁，内层为氧化亚铁。 发蓝（发黑）的操作流程：
镀锌钝化 钝化原理 在盛有镀锌液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的正极和负极联接。镀锌液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。通电后，镀锌液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入镀锌液，以保持被镀覆的金属离子的浓度。在有些情况下，如镀铬，是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极，它只起传递电子、导通电流的作用。电解液中的铬离子浓度，需依靠定期地向镀液中加入铬化合物来维持。镀锌时，阳极材料的质量、镀锌液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量，需要适时进行控制。 在彩色钝化的配方中，钝化液总是带酸性的。在酸性介质中，锌层会与之起化学反应。这里主要反应是金属锌镀层与钝化液中铬酸之间的氧化和还原反应。锌作为还原剂，将作为氧化剂的铬酸还原成三价铬。钝化膜其实是三价铬和六价铬与锌发生氧化还原反应后的化合物。其中三价铬与锌的化合物呈蓝绿色，六价铬与锌的化合物呈赭红色或棕黄色。由于不同色素的组合和相互干扰的结果，形成了锌彩色钝化膜绚丽多彩、具有彩虹色的美丽色调。三价铬化合物一般不溶于水，强度也高，在钝化膜中起骨架作用。六价铬化合物易溶解于水，尤其易在热水中溶解，在干燥前膜层不坚牢。它依附在三价铬化合物的骨架上，填充了其空间的部分，所以可形象地譬如它为“肉”。有了肉并有骨架的支撑，这样才能使钝化膜显得丰满。 提高镀锌钝化耐腐蚀的途径 (1)镀层厚度。可供牺牲腐蚀的锌越多，抗蚀性越耐久。热镀锌层厚度难低于300μm，而电镀锌仅(5-25)μm，故热镀锌即使不经钝化，抗蚀力也很好，但加工成本高、色调单一。 (2)锌层纯度。镀锌层纯度越高,自身形成微电池腐蚀越小,越“结实”而不易牺牲。纯度依氰化镀锌、碱性锌酸盐镀锌、微酸性氯化物镀锌次序而下降,后者最差。 (3)镀锌后钝化的好坏。优良的六价铬彩钝比白钝抗生白锈时间要
表面钝化处理工艺-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
钝化是将金属置于亚硝酸盐、硝酸盐、铬酸盐或重铬酸盐溶液中处理，使金属表面生成一层铬酸盐钝化膜的过程。常作为锌、镉镀层的后处理，提高镀层的耐蚀性；有色金属的防护；提高漆膜的附着力等。 铁、铝在稀HNO3或稀H2SO4中能很快溶解，但在浓HNO3或浓H2SO4中溶解现象几乎完全停止了，碳钢通常很容易生锈，若在钢中加入适量的Ni、Cr，就成为不锈钢了。金属或合金受一些因素影响，化学稳定性明显增强的现象，称为钝化。由某些钝化剂（化学药品）所引起的金属钝化现象，称为化学钝化。如浓HNO3、浓H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4等氧化剂都可使金属钝化。金属钝化后，其电极电势向正方向移动，使其失去了原有的特性，如钝化了的铁在铜盐中不能将铜置换出。此外，用电化学方法也可使金属钝化，如将Fe置于H2SO4溶液中作为阳极，用外加电流使阳极极化，采用一定仪器使铁电位升高一定程度，Fe就钝化了。由阳极极化引起的金属钝化现象，叫阳极钝化或电化学钝化。 金属处于钝化状态能保护金属防止腐蚀，但有时为了保证金属能正常参与反应而溶解，又必须防止钝化，如电镀和化学电源等。 金属是如何钝化的呢其钝化机理是怎样的首先要清楚，钝化现象是金属相和溶液相所引起的，还是由界面现象所引起的。有人曾研究过机械性刮磨对处在钝化状态的金属的影响。实验表明，测量时不断刮磨金属表面，则金属的电势剧烈向负方向移动，也就是修整金属表面可引起处在钝态金属的活化。即证明钝化现象是一种界面现象。它是在一定条件下，金属与介质相互接触的界面上发生变化的。电化学钝化是阳极极化时，金属的电位发生变化而在电极表面上形成金属氧化物或盐类。这些物质紧密地覆盖在金属表面上成为钝化膜而导致金属钝化，化学钝化则是像浓HNO3等氧化剂直接对金属的作用而在表面形成氧化膜，或加入易钝化的金属如Cr、Ni等而引起的。化学钝化时，加入的氧化剂浓度还不应小于某一临界值，不然不但不会导致钝态，反将引起金属更快的溶解。 金属表面的钝化膜是什么结构，是独立相膜还是吸附性膜呢目前主要有两种学说，即成相膜理论和吸附理论。成相膜理论认为，当金属溶解时，处在钝化条件下，在表面生成紧密的、复盖性良好的固态物质，这种物质形成独立的相，称为钝化膜或称成相膜，此膜将金属表面和溶液机械地隔离开，使金属的溶解速度大大降低，而呈钝态。实验证据是在某些钝化的金属表面上，可看到成相膜的存在，并能测其厚度和组成。如采用某种能够溶解金属而与氧化膜不起作用的试剂，小心地溶解除去膜下的金属，就可分离出能看见的钝化膜，钝化膜是怎样形成的当金属阳极溶解时，其周围附近的溶液层成分发生了变化。一方面，溶解下来的金属离子因扩散速度不够快（溶解速度快）而有所积累。另一方面，界面层中的氢离子也要向阴极迁移，溶液中的负离子（包括OH-）向阳极迁移。结果，阳极附近有OH-离子和其他负离子富集。随着电解反应的延续，处于紧邻阳极界面的溶液层中，电解质浓度有可能发展到饱和或过饱和状态。于是，溶度积较小的金属氢氧化物或某种盐类就要沉积在金属表面并形成一层不溶性膜，这膜往往很疏松，它还不足以直接导致金属的钝化，而只能阻碍金属的溶解，但电极表面被它覆盖了，溶液和金属的接触面积大为缩小。于是，就要增大电极的电流密度，电极的电位会变得更正。这就有可能引起OH-离子在电极上放电，其产物（如OH-）又和电极表面上的金属原子反应而生成钝化膜。分析得知大多数钝化膜由金属氧化物组成（如铁之Fe2O3），但少数也有由氢氧化物、铬酸盐、磷酸盐、硅酸盐及难溶硫酸盐和氯化物等组成。 吸附理论认为，金属表面并不需要形成固态产物膜才钝化，而只要表面或部分表面形成一层氧或含氧粒子（如O2-或OH-）的吸附层也就足以引起钝化了。这吸附层虽只有单分子层厚薄，但由于氧在金属表面
金属材料英文表示 SPCC、SECC、SGCC的差异性 默认分类 2009-10-22 12:58 阅读181 评论0 字号：大中小 金属材料英文表示(五金冲压知识) 不锈钢：SUS200系列（包括201、202等） SUS300系列（包括301、304、310S、321、316L等）和 SUS400系列（包括409、410、420J1、420J2、430、436L、444等）热镀锌板：SGCC,SGCD,SGCE系列 电镀锌板：SECC,SECD,SECE系列 冷轧板: SPCC,SPCD,SPCE 热轧酸洗板:SPHC,SPHD,SPHE 铝板: AL SPTE馬口鐵 BRASS黃銅COPPER紅銅PBS磷青銅 SK碳素鋼 SPCC、SECC、SGCC 的差异性 我们通常所说的板材，是指薄钢板（带）；而所谓的薄钢板，是指板材厚度小于4mm的钢板，它分为热轧板和冷轧板。众所周知，在家电制造领域里，冷轧板以及以冷轧板为原板的镀锌板的用途十分广泛，冰箱、空调、洗衣机、微波炉、燃气热水器等等的零件材料的选用都与它紧密相连。近年来，国外牌号钢材的大量涌入，丰富了国内钢材市场，使板材选用范围逐步扩大了，这对提高家电产品的制造质量，提供更丰富的款式和外观，起到了显而易见的作用；然而，由于国外的板材型号与我国板材牌号及标记不一致，再加上目前市面上很少有这方面专门介绍的资料和技术书籍，这给如何选用比较恰当的钢板带来了一定的困惑。
本文针对上述情况，介绍了在我国经常用到和使用最多的几个国家（日本、德国、俄罗斯）的冷轧薄钢板以及以冷轧板为原板的镀锌板的基本资料，并归纳出与我们国家钢板牌号的相互对应关系，借此提高我们对国外板材的识别和认知度，并能熟练选用之。 1 板材牌号及标记的识别 1.1 冷轧普通薄钢板 冷轧薄钢板是普通碳素结构钢冷轧板的简称，俗称冷板。它是由普通碳素结构钢热轧钢带，经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板。由于在常温下轧制，不产生氧化铁皮，因此，冷板表面质量好，尺寸精度高，再加之退火处理，其机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板，在许多领域里，特别是家电制造领域，已逐渐用它取代热轧薄钢板。适用牌号：Q195、Q215、Q235、Q275； 符号：Q—普通碳素结构钢屈服点（极限）的代号，它是“屈”的第一个汉语拼音字母的大小写；195、215、235、255、275—分别表示它们屈服点（极限）的数值，单位：兆帕MPa（N/mm2）；由于Q235钢的强度、塑性、韧性和焊接性等综合机械性能在普通碳素结构钢中属最了，能较好地满足一般的使用要求，所以应用范围十分广泛。 标记：尺寸精度—尺寸—钢板品种标准冷轧钢板：钢号—技术条件标准 标记示例：B-0.5×750×1500-GB708-88 冷轧钢板：Q225-GB912-89 产地：鞍钢、武钢、宝钢等 1.2 冷轧优质薄钢板 同冷轧普通薄钢析一样，冷轧优质碳素结构钢薄钢板也是冷板中使用最广泛的薄钢板。冷轧优质碳素薄钢板是以优质碳素结构钢为材质，经冷轧制成厚度小于4mm的薄板。 适用牌号：08、08F、10、10F 符号：08、10—钢号开头的两位数字表示钢的含碳量，以平均碳含量×100表示；F—不脱氧的沸腾钢；b—半镇静钢，Z—一般脱氧的镇静钢（有时无字母表示）。 例如：08F表示其平均含碳量为0.08%的不脱氧沸腾钢；由于08F钢板的塑性好，冲压性能也好，大多用来制造一般有拉延结构的钣金件制品。 拉延级别：Z—最深拉延级，S—深拉延级，P—普通拉延级 表面质量：Ⅰ—高级的精整表面、Ⅱ—较高级的精整表面、Ⅲ—普通的精整表面 标记：尺寸精度—尺寸—钢板品种标准 冷轧板：钢号—表面质量组别——拉延组别—技术条件标准