Cu-Ni合金BTA复配体系钝化处理工艺研究

采用苯并三氮唑(BTA)复配钝化体系对B10 Cu-Ni合金进行钝化处理,以提高其在含硫化物环境介质中的耐腐蚀性能,并研究工艺参数对钝化膜耐蚀性的影响规律.利用动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究钝化膜的耐腐蚀性能,采用X射线光电子能谱分析钝化膜的化学成分.实验结果表明,在BTA与磺基水杨酸组成的复配体系中形成的钝化膜比BTA单一体系中形成的钝化膜具有更高的耐蚀性,这是磺基水杨酸与基体合金反应形成的络合物膜与Cu(I)BTA膜协同作用的结果;钝化处理的时间和温度是影响钝化膜耐蚀性的重要工艺参数,延长钝化时间和提高钝化温度均可以提高钝化膜的耐蚀性,60℃高温条件下5 min的钝化处理即能够达到常温条件下3 h的钝化处理效果.     

BTA系列Cu缓蚀剂的电化学行为

采用交流阻抗法和恒电位阶跃法研究了在硼砂缓冲溶 液（pH9.2）中BTA及其系列衍生物CBTME,CBTBE对Cu电极的缓蚀行为.结果表明：BTA对Cu 的缓蚀作用是由于在Cu表面上生成了Cu/Cu2O/Cu(I)BTA膜,阻滞了Cu的腐蚀,而且缓蚀剂 的浓度越高,生成的Cu/Cu2O/Cu(I)BTA膜越致密,抑制作用越强.含CBTME缓蚀剂的溶液 中,缓蚀效果随缓蚀剂浓度的升高而增强,但同浓度比较时,BTA的缓蚀效果优于CBTME.当 溶液中含有较低浓度CBTBE时,缓蚀剂促进Cu的腐蚀;而当溶液中含有较高浓度CBTBE时,缓 蚀剂才抑制Cu的腐蚀.一定比例的BTA和CBTME复配后对Cu的缓蚀作用有协同效应.以5 mg/L 为缓蚀剂总量,其最佳复配方案为2 mg/L BTA+3 mg/L CBTME.恒电位阶跃法测得的结果与 交流阻抗方法测得的结果相符.     

复配BTA与TTA钝化纯铜工艺研究

目的为了提高纯铜表面的耐腐蚀性。方法通过苯并三氮唑(BTA)与甲基苯并三氮唑(TTA)复配,对纯铜进行钝化,并分析钝化温度、时间及pH值对纯铜钝化效果的影响。分别运用电化学法、硝酸点滴实验、中性盐雾实验、SEM等手段对不同钝化液钝化膜的微观结构与耐蚀性能进行研究,并与铬酸盐钝化结果进行对比。结果将4 g/L BTA、4 g/L TTA复配,辅以氧化剂20 m L/L H_2O_2,对纯铜以pH值为4、钝化时间3 min、钝化温度40℃、自然风干老化1 d的钝化工艺处理后,可以生成明显的钝化膜。其表面致密,耐蚀性较好,在盐雾试验中腐蚀缓慢,其平均腐蚀速率为0.76 mg/d,自腐蚀电流密度仅为1.5660μA/cm2,缓蚀率达到81.9%,接近铬酸盐钝化的抗腐蚀效果。结论在适宜的钝化工艺下,经过BTA与TTA复配钝化后,可以在基体表面生成Cu/Cu_2O/Cu(I)BTA聚合物保护膜,同时TTA的非极性甲基形成的单分子层膜的疏水性更好,两者共同作用,形成较为致密的钝化膜覆盖在铜基体表面,明显提高纯铜表面耐蚀性。     

缓蚀剂对青铜的缓释性能的影响

采用静态失重挂片考察了1mol/LHCI溶液中苯并三氮唑(BTA)、2-氨基-5-琉基-1-3-4-噻二唑(AMT)和2-巯基苯并恶唑(MBO)对青铜的缓释作用;用傅立叶红外光谱仪(FTIS)对这三种缓蚀刺与粉状锈形成凝胶的结构进行研究.结果显示,MBO对青铜的缓释效率高达97.6%;BTA和AMT的凝胶结构为Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)复合膜,MBO为单一的Cu(I)膜.     

铜包铁粉末表面的钝化处理

通过对2种苯并三氮唑(BTA)有机添加剂复合配方和1种常用的钝化剂对比试验,探索了BTA系复配钝化剂在铜包铁粉末防变色钝化处理中的钝化效果及机理,通过硝酸滴定试验、氨水滴定试验、SO2加速腐蚀试验、大气腐蚀试验及温湿耐蚀试验,得出铜包铁粉末表面钝化的最佳工艺为:0.5%BTA,1～3g/L OP-10,温度为50～60℃,处理时间为3～5 min.BTA复配体系处理后的防护效果好于BTA单一体系,单一BTA处理后的钝化效果好于目前常用的钾肥皂钝化效果.     

生理盐水中表面钝化CU-Zn-Al形状记忆合金的腐蚀行为

采用重铬酸钾法和苯并三氮唑法(BTA)对Cu-Zn-Al形状记忆合金进行钝化,采用盐雾试验和电化学方法研究了表面钝化的Cu-Zn-Al形状记忆合金在生理盐水中的腐蚀行为.结果表明,在生理盐水中重铬酸钾法钝化和苯并三氮唑法钝化Cu-Zn-Al形状记忆合金具有较高的耐蚀性能和抗失泽性能是由于合金表面形成电化学性能稳定的阻碍膜层及其化学效应所致. 重铬酸钾法钝化Cu-Zn-Al形状记忆合金表面膜层主要是(CrCu)2O3·(CuZn)O·xH2O的水合尖晶石氧化物组成.BTA钝化时,Cu-Zn-Al形状记忆合金的表面形成了Cu (Ⅰ)-BTA络合物的表面膜.     

LiBr溶液中4种缓蚀剂对磷脱氧铜协同效应研究

通过浸泡失重法和电化学方法研究了磷脱氧铜在含 4种缓蚀剂、沸腾除氧的 6 0 %LiBr溶液中的腐蚀行为 .结果表明 ,LiOH、Na2 MoO4和BTA无论单独还是以不同浓度复合添加都能提高Cu的耐蚀性 .复配LiOH后既有利于形成钝化膜 ,又促进CuBTA配合物的生成 ,而Na2 MoO4的还原产物MoO2 等氧化物又能参与形成钝化膜 .因而缓蚀效果优异 ,最优配比为 0 10mol/LLiOH 15 0mg/LNa2 MoO4 10 0mg/LBTA .NO-3 扩散速度慢 ,能增加点蚀倾向 ,且其还原反应受LiOH抑制 ,因而复配LiNO3 对抑制Cu的活性溶解效果不佳 .4种缓蚀剂对改善Cu的缓蚀效果依次为 :LiOH >BTA >Na2 MoO4>LiNO3 .     

XPS和AES研究铜表面PMTA防变色膜

本工作对比了各种防铜变色剂的防变色效果,结果表明,1-苯基-5-巯基四氮唑(PMTA)的防变色效果优于化学钝化、电解钝化、苯骈三氮唑(BTA)、羟基苯骈三氮唑(HBT)、2-巯基苯骈噻唑(MBT)。用PMTA处理铜的最佳条件为:PMTA1～1.2g/L,pH=5,20～40℃,4min。XPS和AES分析表明,PMTA在Cu_2O上形成配合物膜,膜中铜为+1价。PMTA分子中的N、S均参与配位。从膜的AES元素深度分布曲线的恒组成区求得的配合物膜组成(A.C.％)为:Cu 40.9,C 32.3,N 16.2,O 7.9,S 2.9。     

5-甲基苯并三氮唑作为电腐蚀抑制剂在铜电化学机械平坦化中的应用

根据电化学分析,5-甲基苯并三氮唑(m-BTA)的腐蚀抑制能力要高于苯并三唑(BTA)的。当羟基乙叉二膦酸(HEDP)电解液中同时含有m-BTA及氯离子时,其抑制解离能力比只含有m-BTA的更好,即使施加更高的阳极氧化电位依然能保持良好的抑制能力。由电化学阻抗谱法、纳米划痕实验以及能谱分析结果得知,m-BTA抑制能力的提升是因为整体钝化膜厚度的增加而引起的。由X射线光电子能谱分析得知,氯离子与m-BTA钝化层形成[Cu(I)Cl(m-BTA)]n高分子化合物,使得整体钝化层厚度增加。因此,在含有m-BTA的HEDP电解液中添加氯离子有助于m-BTA钝化层抑制能力的增强,进而更有效的电位操作区间得到扩展。     

在碱性溶液中Cu-Ni合金镀层钝化膜的半导体性能研究

用电化学方法测量Cu-Ni合金镀层在1 mol/L的NaOH溶液中的Tafel、EIS和Mott-Schottky曲线,研究了镀层钝化膜的电化学性能,并借助点缺陷模型(PDM)计算了钝化膜的受主浓度、平带电位及阳离子空位扩散系数.结果表明:Cu-Ni合金镀层表面钝化膜具有p型半导体性质.受主浓度和平带电位随成膜电位的负移而增大.随着合金镀层Cu含量的增加,受主浓度和钝化膜阻抗减小,钝化膜耐蚀性降低.不同Cu含量的Cu-Ni合金镀层阳极氧化后的钝化膜阳离子空位扩散系数为10-14cm2/s.     

3%NaCl溶液中铜的表面膜及BTA膜的光电化学研究

３％ＮａＣｌ溶液中铜的表面膜及ＢＴＡ膜的光电化学研究任聚杰，杨迈之，童汝亭，蔡生民（河北医学院石家庄０５００１７）（北京大学北京１００８７１）（河北师范大学石家庄０５００１６）１引言人们已经注意到Ｃｌ－对Ｃｕ有腐蚀作用［１，２］，关于ＢＴＡ对Ｃｕ的缓...     

Adsorbed corrosion inhibitors studied by electron spectroscopy: Benzotriazole on copper and copper alloys

Surface films formed by adsorption of benzotriazole (BTA), on copper and copper alloys have been studied by X-ray photo-electron spectroscopy (XPS). It is found that on both copper and copper-nickel alloys, benzotriazole forms a Cu(I)BTA surface complex. For the copper-nickel alloys the time taken to form the Cu(I)BTA film is dependent on the alloy composition. The Cu(I)BTA films were found to oxidize rapidly to a Cu(II) species on removal from the liquid phase. Surface films formed by BTA on 70 Cu : 30 Zn alloy were found to contain both copper and zinc, the copper again being in the Cu(I) state.A study of the adsorption of BTA on cathodically reduced copper surfaces strongly supports previous suggestions that the presence of Cu₃O facilitates formation of the surface film.     

Kinetics of corrosion inhibition of benzotriazole to copper in 3.5% NaCl

The kinetics of interaction of benzotriazole (BTAH) with the surface of copper were studied using an electrochemical quartz crystal microbalance (EQMB) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Upon injecting BTAH into the electrolyte, three regions appear in the time response of the microbalance. Region I (at short time scale of few minutes) exhibits rapid linear growth of mass with time. This is attributed to the formation of a Cu(I)BTA film that is several hundred layers thick. Region II reveals adsorption of BTAH at a slower rate, on the inner Cu(I)BTA complex. Region III is a plateau indicating that the BTAH film attains an equilibrium thickness, which increases with the concentration of BTAH. The polarization resistance of the interface changes with time in a similar fashion while the double layer capacitance decreases. The results suggest that the thickness of the physically adsorbed film of BTAH increases with time and BTAH concentration while the thickness of the inner Cu(I)BTA remains constant. Two semicircles were obtained in the impedance spectra corresponding to the complex Cu(I)BTA and the physically adsorbed BTAH.     

Some chemical aspects of the corrosion inhibition of copper by benztriazole

Measurements of the adsorption isotherm of benztriazole (BTA) on copper reveal that the inhibitor molecule is weakly held on the oxide covered surface until a critical solution concentration of BTA is reached above which good corrosion inhibition results. Consideration of the chemical equilibria between the oxides of copper and the dissociation of the BTA molecule in solution, show that this concentration corresponds closely to that at which the Cu(I)BTA complex is precipitated. The chemical nature of the complexes formed has been found by X-ray photo-electron spectroscopy to correspond closely to Cu(I)BTA for cuprous oxide-covered surfaces but is of a more complicated nature for cupric oxide-covered surfaces, although both seem to be equally effective in preventing the corrosion of copper. No tendency for the Cu(I) complex to oxidize to the Cu(II) state over short times was found. Polarization studies of the inhibition process suggest that the surface is largely covered by the complex; impedance measurements imply a double layer at the surface which forms sequentially with time.     

铜表面BTA薄膜在强酸中耐蚀性的电化学阻抗研究

用电化学阻抗法研究铜在强酸中添加BTA(苯并三唑)及铜表面预覆BTA薄膜后在强酸中的耐蚀行为和机理。研究表明:在强酸溶液中,BTA与二价铜离子形成不同配位数的Cu—BTA配合物,在硫酸中抑制阳极反应,在盐酸中抑制阴极反应。在铜表面预覆BTA薄膜,对铜有更好的防蚀保护性能。     

苯并三氮唑与4—羟基苯并三氮唑在氯化钠溶液中对铜的缓蚀作用

用表面增强拉曼光谱技术（SERS）对在3％NaCl溶液中苯并三氮唑（BTA）及其衍生物4－羟基苯并三氮唑（4CBTA）对铜的缓蚀作用机理进行了研究,发现4CBTA对铜的缓蚀作用机理与BTA相似,在较正电位下两者都是通过三唑环与铜形成配合物覆盖在铜表面随着电位负移,铜电极表面吸附的分子形式的BTA或4CBAT数量增多;4CBT中的－COOH基团只是起到空间位阻的作用,没有参与电极表面的吸附,两者复配使用时以BTA吸附为主,其缓蚀机理没有发生改变。也没有产生协同效应。     

磷酸基钝化电解液电化学射流加工铜的材料去除机理分析

目的 提高电化学射流(Jet-ECM)加工纯铜工件的加工稳定性和表面质量,并分析材料去除机理.方法 采用基于磷酸基的酸性钝化电解液.该酸性钝化电解液采用磷酸为黏膜生成剂,乙醇为润湿剂,苯并三氮唑(BTA)为腐蚀抑制剂,醋酸铵和乳酸为表面氧化物去除剂.分别通过极化曲线,阻抗测试揭示磷酸溶液中黏膜层的生成机理,并通过循环伏...