先导金属的提出及其意义

国外的研究者认为，机械镀锌的镀层形成过程中有先导金属（driving metal）在起着重要的作用，这一观点目前被国内外的研究者普遍接受。至于这种先导金属是哪些金属，是以什么状态存在的，近十年的国内外文献中都没有明确的解释。此处将结合成分检测和镀层结构观察对先导金属加以分析。

先导金属一词最先出现在美国专利中。例如，美国专利3400012^[4]中指出，在“闪锡”阶段加入锡盐和更活泼的金属，其中更活泼的金属作为先导金属，且认为机械镀锌的机械沉积（galvano-mechanical）是通过向镀液中添加先导金属或诱发金属（plating-indu-cing metal）和含有预镀金属离子的溶液实现的。美国专利4202915^[9]中指出，在“闪锡”时添加锡盐后，紧接着添加作为还原剂的金属粉末，而这种起还原作用的金属粉末就是先导金属。美国专利4389431^[10]中指出，先导金属是比预镀金属更活泼的金属，比如在垫片表面用氯化亚锡机械镀锡过程时选用铝作为“先导金属”。美国专利4880132^[11]中指出，当机械镀锌时，锌作为先导金属；当机械镀镉时，镉作为先导金属。当添加锡盐，以锌粉+铝粉作为先导金属时可以实现锌、铝、锡的共同沉积。但在实际中如果不加锡盐，只向镀液中添加锌粉+铝粉，则不能实现锌、铝的共同沉积，锌粉也不能沉积。从美国专利文献中可得出，所谓先导金属是指在机械镀过程中能起到还原剂作用并比欲镀金属更贱的金属。例如，镀锌时，锌是先导金属，锌比欲镀基层金属锡贱；镀镉时，镉是先导金属，镉比欲镀基层金属锡活泼。以此类推，按化学电动势表（见表2-3）分析则有：欲镀比锡电位负的某金属时，则某金属自身即为先导金属，那么采用锡盐可在基体金属表面制备Al、Ti、Zn、Fe、Cd、Co、Ni等镀层，显然这在实际中是做不到的。因此，按国外相关文献的定义或举例，不能解释先导金属的先导沉积或诱导沉积作用。

表2-3 部分金属25℃时的电动序表(www.xing528.com)

国内机械镀锌领域的研究者对机械镀锌过程的先导金属研究甚少，本书作者在研究中发现，先导金属应该具有驱动作用，即机械镀锌层开始形成初期，先导金属或先导金属离子的添加可诱使预镀金属锌首先在工件基体表面沉积一层锌或锌基复合层^[12，13]。