主题:【讨论】焊锡中银含量测定,前处理方法讨论!

浏览0 回复18 电梯直达
晕呼呼
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前两天客户送来一焊锡样品,要求测其中银含量。
分别试了几种前处理方法:
1,10ml H2O+10ml HNO3,再加入2ml HF,未加HF酸前生成白色沉淀,加HF酸后沉淀溶解,但溶液不澄清,加入硼酸以络合过量HF酸,过滤后溶液仍浑浊,上ICP测试银含量30PPM.
2,直接加王水消解,样品澄清,上ICP银含量500PPM左右。
3,直接HCl消解,样品澄清,上ICP银含量2700PPM。

标液为35%(v/v)盐酸。(开始配制时生成白色沉淀,继续加入盐酸沉淀溶解),为确认结果,再用XRF扫描样品,银含量为3000左右。因此最终采用第三种消解方法,出具2700PPM结果。

问题:盐酸为什么能完全溶解样品,亲眼看的,反应很彻底。是不是焊锡中的锡和银都不是以原子状态存在,而是以离子态存在吗?

望大侠们帮忙下,大家讨论讨论:)
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huangcf22222
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不错,肯动手做。
锡如果加全部加硝酸处理会生成白色的沉淀锡酸;全部加盐酸生成氯化亚锡,氯化亚锡在浓盐酸中 溶解度大大增加。加氢氟酸一点道理都没有,说明你理论学的还不够扎实。
建议:取0.2克左右的样品,加20ml盐酸4ml硝酸进行前处理,效果更理想。
晕呼呼
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20mlHNO3+4ml H2O经过优化吗,我第二种方法加的王水,结果不理想,所以选择了不加硝酸而只加盐酸。
晕呼呼
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之所以加HF酸是参照IEC62321第13节13.6.2.c)中提到如果样品中含锡,可选择40毫升水+12毫升硝酸+6毫升氟硼酸(HF+HBO3)。其实具体怎么样前处理不是很重要,只要达到样品完成消解的目的就行,奇怪的是加王水全部溶解后,为什么结果不理想呢?仅加盐酸为什么能溶解其中的银?
ronghui
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其實我也做過這個實驗,其實是三種方法都是可以測試的,而且是做的好的話,我的經驗值你的方法二會更好,主要你要考慮的是測試的原始濃度是多少,在方法EPA6010C中提到,測試Ag的時候,線性不可以超過2PPM,也就是說你要把你的測試液的濃度在控制在其線性范圍中,你的三種方法我測試過,結果都可以,你用XRF的測試結果反過來計算你的濃度,算好你的稀釋倍率,同時氯離子會沉澱銀,要加入足夠量的王水來絡和。
xutian
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我常用第一种方法,要先加1mL左右氢氟酸就够了,再加适量硝酸,就不会浑浊,顺序别反了。第二和第三种方法也是可以的,但是定容的时候不能用水,要用10%左右的盐酸,这样才能保证有足够的Cl离子与AgCl络合不形成沉淀
hunk
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大哥们--是不是大家做着东西都加和HF阿--没这个必要吧--用盐酸和硝酸就可以搞定的东西,何必搞得这么麻烦---能不加那东西就最好不加吧--毒!身体还是很重要的阿
hunk
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个人认为采用反王水会比较好点--我们用过很多种不同的搭配--甚至采用过不同的酸搭配进行稀释--结果都会有比较大的出入---个人认为因该考虑其中的电离平衡---当然也可以考虑使用基体匹配来做标线--但由于一直没时间做--还希望LZ能够提供更多的结果阿---嘿嘿
hunk
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如果我没记错因该是31000PPM吧--附件一个(部分是自己做的--见谅)
hunk
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焊锡化学成分分析
在锡/银/铜/铋系统中的三个元素都会影响所得合金的熔点。目标是要减少所要求的回流温度;找出在这个四元系统中每个元素的最佳配剂,同时将机械性能维持在所希望的水平上。
以下是在实际配剂范围内一些有趣的发现(所有配剂都以重量百分比表示): 熔化温度随着铜的增加而下降,在0.5%时达到最小。超过0.5%的铜,熔化温度几乎保持不变。 类似地,当增加银时熔化温度下降,在大约3.0%时达到最小。当银从3.0%增加到4.7%时合金熔化温度的减少可以忽略。 铋对进一步减少熔化温度起主要作用。可是,可加入的铋的量是有限的,因为它对疲劳寿命和塑性有非常大的破坏作用。适当的铋的量大约为3~3.5%。 美国专利 5,520,752 透露了一种从锡/银/铋/铜所选的无铅合金:在重量上,大约86~97%的锡、大约0.3~4.5%的银、大约0~9.3%的铟、大约0~4.8%的铋和大约0~5%的铜。在3.0~3.1%的铋和3.0~3.4%的银、0.5%的铜时,最有效地增加疲劳寿命。再增加任何铜都不会影响疲劳寿命。当铋保持在3~3.1%和铜在0.5~2%时,3.1%的银是达到最大疲劳寿命的最有效的配剂。
在系统化设计出来的化学成分之中,显示所希望性能的最好平衡,即,熔化温度、强度、塑性和疲劳寿命。
基本的特性与现象
基于Sn/Ag与Sn/Cu的二元相图,银与锡之间的相互作用形成一种Ag3Sn的金属间化合物,而铜与锡反应形成Cu6Sn5的金属间化合物。对锡/铋相互作用,预料铋原子作为替代原子进入晶格位置达1.0%;超过1.0%之后,铋原子作为独立的第二相沉淀出来。铋的角色是非常“有力的”。人们认为,铋的沉淀 - 强化机制通常遵循Mott和Nabbaro应力场理论,因为所测得的合金强度与铋的沉淀体积分数成比例关系。这说明铋沉淀物的强化作用主要来自长期内部应力。93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu可能具有最细的微结构特征尺寸,这解释了它的高疲劳寿命和塑性。银含量高于大约3%预料会增加Ag3Sn颗粒的体积分数,结果强度更高但塑性和疲劳寿命更低。所观察到的高含银量的较低疲劳寿命与较大的Ag3Sn颗粒有关,它使Ag3Sn颗粒体积分数更高。据推测,在含有3~3.4%的银和3~3.1%的铋的锡/银/铜/铋系统中,0.5%的铜最有效地产生适量的、具有最细的微结构尺寸的Cu6Sn5颗粒,因此得到高的疲劳寿命、强度和塑性。
与63Sn/37Pb的比较
最佳的化学成分(93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu)提供较高的强度,以及比Sn63/Pb37高出大约200%的疲劳寿命。
与96.5Sn/3.5Ag的比较
93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu具有209° ~ 212°C的熔点温度,比共晶的96.5Sn/3.5Ag低9°C。比较它们基本的机械性能,最佳成分在强度和疲劳寿命上表现较好,如高出大约155%的疲劳寿命。它的塑性比96.5Sn/3.5Ag低,但足够。
与99.3Sn/0.7Cu的比较
93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu比99.3Sn/0.7Cu表现出好得多的强度与疲劳寿命,但塑性较低。其熔点温度比96.5Sn/3.5Ag低15°C。
与Sn/Ag/Cu的比较
甚至是与锡/银/铜系统中的最佳性能的化学成分(95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu)相比较时,93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu表现出高得多的强度(屈服强度与抗拉强度)。其疲劳寿命较低,但还是优越于其它二元焊锡。
锡/银/铜/铋系统超过锡/银/铜系统最重要的优点是较低的熔化温度。最佳成分提供比锡/银/铜共晶熔点(216 ~ 217°C)低至少5°C。这种锡/银/铜共晶合金熔化温度还太高,不能适应当今SMT结构下的各种电路板的应用(熔化温度低于215°C更现实一点)。
推荐
熔化比锡/银/铜共晶合金低几度,锡/银/铜/铋化学成分在表面贴装制造中处于优势的位置。考虑到各种印刷电路板(PCB)装配与过程窗口的要求,具有低于215°C熔点的合金对保持已建立的SMT结构的可制造性是必要的。
锡/银/铜/铋系统中最佳的无铅焊锡化学成分是93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu。它具有比63Sn/37Pb更高的强度和疲劳阻抗,而塑性方面也不逊色。其相对较低的熔化温度(209~212°C)、狭窄的粘滞范围(小于或等于3°C)和熔湿(wetting)性能特别适合于作为表面贴装应用中的63Sn/37Pb的替代品。该合金也具有比任何二元合金(63Sn/37Pb或96.5Sn/3.5Ag或99.3Sn/0.7Cu)更高的强度。
93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu是值得考虑与评估的63Sn/37Pb替代候选合金。
如上所叙,我们所测的焊锡中的银和铜含量应该在3%和0.5%左右,前处理过程中使用大量HCl和少量HNO3时能够将其完全消解,但所测结果银含量偏低,仅为1.5%-2.0%左右;只使用HNO 3时,所测银含量基本上可以达到2.7%,但消解过程中消解不完全,需要测定残渣中银的含量。本试验旨在确认前处理过程中所使用试剂比例,及结果的准确性.

 

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你好:
  关于焊锡中银含量测试方法能不能给小弟一份!谢谢A025210@163.com 
非常感谢
原文由 hunk 发表:
焊锡化学成分分析
在锡/银/铜/铋系统中的三个元素都会影响所得合金的熔点。目标是要减少所要求的回流温度;找出在这个四元系统中每个元素的最佳配剂,同时将机械性能维持在所希望的水平上。
以下是在实际配剂范围内一些有趣的发现(所有配剂都以重量百分比表示): 熔化温度随着铜的增加而下降,在0.5%时达到最小。超过0.5%的铜,熔化温度几乎保持不变。 类似地,当增加银时熔化温度下降,在大约3.0%时达到最小。当银从3.0%增加到4.7%时合金熔化温度的减少可以忽略。 铋对进一步减少熔化温度起主要作用。可是,可加入的铋的量是有限的,因为它对疲劳寿命和塑性有非常大的破坏作用。适当的铋的量大约为3~3.5%。 美国专利 5,520,752 透露了一种从锡/银/铋/铜所选的无铅合金:在重量上,大约86~97%的锡、大约0.3~4.5%的银、大约0~9.3%的铟、大约0~4.8%的铋和大约0~5%的铜。在3.0~3.1%的铋和3.0~3.4%的银、0.5%的铜时,最有效地增加疲劳寿命。再增加任何铜都不会影响疲劳寿命。当铋保持在3~3.1%和铜在0.5~2%时,3.1%的银是达到最大疲劳寿命的最有效的配剂。
在系统化设计出来的化学成分之中,显示所希望性能的最好平衡,即,熔化温度、强度、塑性和疲劳寿命。
基本的特性与现象
基于Sn/Ag与Sn/Cu的二元相图,银与锡之间的相互作用形成一种Ag3Sn的金属间化合物,而铜与锡反应形成Cu6Sn5的金属间化合物。对锡/铋相互作用,预料铋原子作为替代原子进入晶格位置达1.0%;超过1.0%之后,铋原子作为独立的第二相沉淀出来。铋的角色是非常“有力的”。人们认为,铋的沉淀 - 强化机制通常遵循Mott和Nabbaro应力场理论,因为所测得的合金强度与铋的沉淀体积分数成比例关系。这说明铋沉淀物的强化作用主要来自长期内部应力。93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu可能具有最细的微结构特征尺寸,这解释了它的高疲劳寿命和塑性。银含量高于大约3%预料会增加Ag3Sn颗粒的体积分数,结果强度更高但塑性和疲劳寿命更低。所观察到的高含银量的较低疲劳寿命与较大的Ag3Sn颗粒有关,它使Ag3Sn颗粒体积分数更高。据推测,在含有3~3.4%的银和3~3.1%的铋的锡/银/铜/铋系统中,0.5%的铜最有效地产生适量的、具有最细的微结构尺寸的Cu6Sn5颗粒,因此得到高的疲劳寿命、强度和塑性。
与63Sn/37Pb的比较
最佳的化学成分(93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu)提供较高的强度,以及比Sn63/Pb37高出大约200%的疲劳寿命。
与96.5Sn/3.5Ag的比较
93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu具有209° ~ 212°C的熔点温度,比共晶的96.5Sn/3.5Ag低9°C。比较它们基本的机械性能,最佳成分在强度和疲劳寿命上表现较好,如高出大约155%的疲劳寿命。它的塑性比96.5Sn/3.5Ag低,但足够。
与99.3Sn/0.7Cu的比较
93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu比99.3Sn/0.7Cu表现出好得多的强度与疲劳寿命,但塑性较低。其熔点温度比96.5Sn/3.5Ag低15°C。
与Sn/Ag/Cu的比较
甚至是与锡/银/铜系统中的最佳性能的化学成分(95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu)相比较时,93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu表现出高得多的强度(屈服强度与抗拉强度)。其疲劳寿命较低,但还是优越于其它二元焊锡。
锡/银/铜/铋系统超过锡/银/铜系统最重要的优点是较低的熔化温度。最佳成分提供比锡/银/铜共晶熔点(216 ~ 217°C)低至少5°C。这种锡/银/铜共晶合金熔化温度还太高,不能适应当今SMT结构下的各种电路板的应用(熔化温度低于215°C更现实一点)。
推荐
熔化比锡/银/铜共晶合金低几度,锡/银/铜/铋化学成分在表面贴装制造中处于优势的位置。考虑到各种印刷电路板(PCB)装配与过程窗口的要求,具有低于215°C熔点的合金对保持已建立的SMT结构的可制造性是必要的。
锡/银/铜/铋系统中最佳的无铅焊锡化学成分是93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu。它具有比63Sn/37Pb更高的强度和疲劳阻抗,而塑性方面也不逊色。其相对较低的熔化温度(209~212°C)、狭窄的粘滞范围(小于或等于3°C)和熔湿(wetting)性能特别适合于作为表面贴装应用中的63Sn/37Pb的替代品。该合金也具有比任何二元合金(63Sn/37Pb或96.5Sn/3.5Ag或99.3Sn/0.7Cu)更高的强度。
93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu是值得考虑与评估的63Sn/37Pb替代候选合金。
如上所叙,我们所测的焊锡中的银和铜含量应该在3%和0.5%左右,前处理过程中使用大量HCl和少量HNO3时能够将其完全消解,但所测结果银含量偏低,仅为1.5%-2.0%左右;只使用HNO 3时,所测银含量基本上可以达到2.7%,但消解过程中消解不完全,需要测定残渣中银的含量。本试验旨在确认前处理过程中所使用试剂比例,及结果的准确性.

 

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