Corrosion galvanique de métaux dissimilaires

Tous les métaux ne s'accordent pas. Et cela s'applique au monde de l'électronique et des matériaux qu'il utilise. Un exemple relativement nouveau et pertinent est venu avec l'arrivée des normes RoHS et le souhait d'identifier des remplacement en  cas de « défaillance » pour les brasages SnPb(Ag). Un mélange eutectique de Sn (étain) et Zn (zinc) était un remplacement possible très attirant. 91Sn 9Zn est eutectique, ne contient pas de matériau RoHS et fond à 199C, seulement 16 degrés de plus que le brasage eutectique SnPb et environ 20 degrés de moins que les mélanges SAC courants et ne contient pas de métaux précieux chers.

Mais l'alliage contient du Zn. Et cela est un frein pour deux raisons. Le Zn est assez réactif, ce qui rend difficile de créer un véhicule de flux qui permettra d'obtenir une pâte de brasage stable (avec une durée de stockage appréciable). La deuxième, celle que je vais détailler dans cet article, est le potentiel d'électrode du Zn.

Plus grande est la différence de potentiel d'électrode entre des métaux, plus la probabilité que se produise une corrosion galvanique est élevée. Le potentiel d'électrode du Cu (cuivre) est de +0,334V. Le potentiel d'électrode du Sn (étain) et du Pb (plomb) est de -0,140V et de -0,126V respectivement. Alors que le potentiel d'électrode du Zn est de -0,761V. Alors, un contact accidentel du ZN avec du Cu peut créer une différence potentielle de 1,095V. Ajoutez un peu d'humidité et vous obtenez un des principaux scénarios pour que se produise une corrosion galvanique. Elle peut être encore aggravée par la présence de ions halogénures (aspersion de sel).  

Alors, étant donné tout cela, un alliage de brasage avec 91% de Sn et 9% de Zn serait-il un problème?

J'ai fait une expérience simple afin de le savoir.

J'ai pris des coupons et de rubans de brasage SnZn, je les ai simplement posés les uns sur les autres et je les ai exposés à 85C/85%RH au cours du long week-end de la journée du travail (>72 heures).

Ci-dessous se trouve une image du ruban de brasage SnZn avant qu'il n'ait été soumis aux conditions susmentionnées.

L'image suivante montre le ruban de brasage SnZn après avoir été exposé au 85C/85%RH pendant >72 heures. Cet échantillon de ruban n'était pas en contact avec d'autres métaux. J'essayais de déterminer ce que serait une oxydation « normale » de cet alliage dans ces conditions. J'ai fait la même chose avec les coupons de cuivre. (Image suivante)

Cette dernière image montre les conséquences d'un contact accidentel entre le cuivre et le ruban de brasage en SnZn. Notez combien l'oxydation/corrosion des coupons en cuivre est pire.

Dans cette simple expérience, nous pouvons voir les conséquences de la corrosion galvanique d'un contact accidentel entre l'alliage de brasage SnZn et le cuivre. Je parle de « contact accidentel » car les matériaux se touchent à peine, ils n'ont pas été brasé ensemble. Il serait intéressant de voir si la conséquence serait aussi importante si les matériaux étaient soudés ensemble sans écart laissant pénétrer de l'eau.  

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