XRF檢測儀金屬涂鍍層中的六價鉻分析

  客戶端在測試鐵鍍鋅樣品時，我們儀器檢測結(jié)果的Cr含量為幾百ppm，但客戶端將該樣品送第三方檢測機構(gòu)結(jié)果顯示Cr(Ⅵ)超標，根據(jù)XRF原理，測試樣品中的Cr為總鉻，既然總鉻都只有幾百ppm，而歐盟和RoHS的要求都是Cr(Ⅵ)不大于1000ppm，為什么第三方檢測結(jié)果卻顯示超標呢？難道我們的儀器存在問題？針對此現(xiàn)象，筆者翻閱了相關(guān)資料，分析如下：

一、為什么涂鍍層中會存在Cr(Ⅵ)？
  在金屬基材鍍了鋅、鎘等之后，為了保護金屬而進行了表面處理——鈍化處理，通過鈍化處理在鍍層表面產(chǎn)生了鈍化膜，這個膜對電鍍層起了保護的作用，鈍化膜成分是復雜復合物質(zhì)，主要是Cr(Ⅵ)和三價鉻的混合物。

二、RoHS 指令中Cr(Ⅵ)判定的探討
  歐盟RoHS指令要求以均質(zhì)材料計算，電氣及電子設備產(chǎn)品中Cr(Ⅵ)含量小于1000ppm(即1000mg/kg)，而“均質(zhì)材料”是指無法以機械方法拆分的材料。涂鍍層及其表面鈍化膜都屬于均質(zhì)材料，但各均質(zhì)層無法通過“機械方法”分開。為了滿足法規(guī)對Cr(Ⅵ)含量“定量”的要求，通常以涂鍍層或含涂鍍層的鋼板整體中的Cr(Ⅵ)含量來表示涂鍍層表面鈍化膜中Cr(Ⅵ)的含量。但這種做法存在以下不足：
  1) 涂鍍層和鈍化膜通常很薄，與基材質(zhì)量相比甚小。以表3 中電鍍鋅鋼板I 為例，IEC 62321 的測定結(jié)果為0.673mg/L，換算成鋼板整體和涂鍍層中的Cr(Ⅵ)含量分別為4mg/kg 和98mg/kg，前者遠小于后者。故以鋼板整體進行計算，對結(jié)果有“稀釋”作用。
  2) 以涂鍍層中Cr(Ⅵ)含量來表示，需要對鍍層進行剝離?，F(xiàn)雖已開發(fā)了多種金屬鍍層的剝離方法，如在鹽酸中以六次甲基四胺作為緩蝕劑溶解鍍鋅層后用重量法定量測定鍍層質(zhì)量(參見GB/T 9799《金屬覆蓋層 鋼鐵上的鋅電鍍層》)，但實際上很難獲得較為準確的鍍層質(zhì)量。由于鍍層厚度與密度的不均勻性，鍍層質(zhì)量的計算誤差大，導致計算結(jié)果與真實值偏離較大。因此，Cr(Ⅵ)測定的“定量方法”難以真正“定量”。

三、結(jié)論分析
  鑒于RoHS 指令對Cr(Ⅵ)的管控要求與現(xiàn)有金屬表面Cr(Ⅵ)測定方法之間的差異性，企業(yè)為了應對法規(guī)要求，需要對其產(chǎn)品中的Cr(Ⅵ)含量作出判定。目前，業(yè)界為了降低風險，均要求產(chǎn)品的涂鍍層表面不含有Cr(Ⅵ)。