據(jù)世界衛(wèi)生組織公布的《空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,二氧化硫、二氧化氮等污染物對人和戶外產(chǎn)品均有較高程度的危害。大多數(shù)產(chǎn)品所使用的環(huán)境都是在大氣中,并且大多數(shù)腐蝕也發(fā)生在大氣環(huán)境中。而大氣中含有氧氣和污染物等腐蝕成分和腐蝕因素。
1 大氣污染物的種類
空氣中含有100多種不同來源的雜質(zhì),主要有二氧化硫、二氧化碳各種碳?xì)浠衔铩⒌趸铩w灰(粉煤灰)、金屬和礦物粉塵、灰塵、煙塵、其它有害氣體等。
這些雜質(zhì)與空氣中的潮氣共同作用,構(gòu)成了大氣腐蝕的主要原因。
大氣環(huán)境導(dǎo)致金屬表面形成水膜,在大氣中存在H2S、SO2、NO2、Cl2等有害氣體溶入金屬表面上所形成的水膜中,作為腐蝕性離子從而加速腐蝕進(jìn)程。
2 重要的大氣污染物
大氣污染物中H2S的危害
H2S水溶液叫氫硫酸,是一種二元弱酸。H2S具有較強(qiáng)的還原性,很容易被SO2、Cl2、O2等氧化。H2S在1×10-9數(shù)量級時(shí),它們會很快附著在銅、銀、鋁、和鐵合金上,水和少量無機(jī)氯化物會加速硫的腐蝕作用。雖然在相對濕度低的環(huán)境下會發(fā)生腐蝕,但活性硫和無機(jī)氯化物的共同作用才是加速大氣腐蝕作用的主要原因。
大氣污染物中SO2的危害
當(dāng)SO2溶于水中,會形成亞硫酸(酸雨的主要成分)。若把SO2進(jìn)一步氧化,通常在催化劑如二氧化氮的存在下,便會生成硫酸,會破壞金屬、橡膠和塑料。
大氣污染物中Cl2的危害
氯氣常溫常壓下為黃綠色氣體, 1體積水在常溫下可溶解2體積氯氣,形成氯水(通常情況下氯水呈黃綠色),氯氣遇水會產(chǎn)生鹽酸和次氯酸。 1×10-9數(shù)量級,在有水存在時(shí),會與銅、鎳、銀及合金反應(yīng)。
大氣污染物中NO2的危害
NO2是一種強(qiáng)氧化劑,溶于水并與水反應(yīng)生成硝酸 ,硝酸能使鐵鈍化而不致繼續(xù)被腐蝕。濃鹽酸和濃硝酸生成王水,它是少數(shù)幾種能夠溶解Au物質(zhì)之一 .
3 電子產(chǎn)品耐腐蝕試驗(yàn)方法
耐腐蝕試驗(yàn)的必要性
電子產(chǎn)品受環(huán)境的影響程度取決于多種因素,如大氣的類型(酸性或堿性)、大氣中二氧化硫的含量等。電子產(chǎn)品質(zhì)量保證只是在一定的環(huán)境條件下、一定的時(shí)間范圍內(nèi)有效,也就是說,不能籠統(tǒng)地保證多少年不生銹,只能保證在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下持續(xù)多長時(shí)間。抗腐蝕性能通常是在腐蝕性綜合試驗(yàn)箱上進(jìn)行長期試驗(yàn),模擬出具有極強(qiáng)侵蝕性和腐蝕性的氣候條件。
試驗(yàn)方法的分類
在一定的溫度和濕度的環(huán)境下,利用H2S、SO2、NO2、Cl2等大氣污染物對材料或產(chǎn)品進(jìn)行加速腐蝕,重現(xiàn)材料或產(chǎn)品在一定時(shí)間范圍內(nèi)所遭受的破壞程度。
混合氣體腐蝕測試
適用于電工電子產(chǎn)品元件、設(shè)備與材料,接觸件與連接件。用混合氣體腐蝕箱測試,溫濕度穩(wěn)定后通測試氣體,測試需放銅監(jiān)測片。其中風(fēng)扇冷卻設(shè)備會加快潛在的腐蝕。應(yīng)采取預(yù)防措施,以確保風(fēng)扇冷卻設(shè)備不會影響其他檢測設(shè)備。標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)烈推薦類似設(shè)備單獨(dú)測試。如果設(shè)備與風(fēng)扇一起測試時(shí),必須證明,在試驗(yàn)箱的氣體濃度符合本規(guī)范規(guī)定的要求。
例如,在沿海地區(qū)使用的戶外電子產(chǎn)品,由于大氣污染物引起的腐蝕,使得單板壞板率是全國平均值的10倍。大氣污染物對電路板的主要危害包括:
①由于電路板、元器件許多引角是鍍銀的,大氣污染物會使銀變黑;
②大氣污染物加速電路板銀離子遷移,導(dǎo)致電路引線短路、電阻失效等;
③大氣污染物加速電路板電鍍層的損壞,對鍍鎳、鍍鉻、金銀等鍍層腐蝕或通過鍍層孔隙進(jìn)入,導(dǎo)致漏電、加速腐蝕;
④大氣污染物還有可能導(dǎo)致電路板短路、產(chǎn)生電弧和成為潛在的失火源;
硫化氫、二氧化硫單種氣體測試
適用于電工電子產(chǎn)品元件、接觸件與連接器。用混合氣體腐蝕箱測試,溫濕度穩(wěn)定后通測試氣體,測試不用放銅監(jiān)測片。測試標(biāo)準(zhǔn):
隨著各行各業(yè)信息化、智能化發(fā)展,電子信息技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛,連接器作為電子系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心部件,其可靠性在極大程度上決定了整機(jī)的可靠性。大多數(shù)連接器所使用的環(huán)境都是在大氣中,大氣污染物對連接器以及對整機(jī)會產(chǎn)生極大的影響,最直觀的效果就是連接器表面鍍鎳、鍍錫、金銀等鍍層的腐蝕導(dǎo)致引線短路、電阻失效等缺陷。
除了表面腐蝕,還有打底電鍍層腐蝕和基材腐蝕。很多時(shí)候打底電鍍層腐蝕和基材露在外面,如表面電鍍質(zhì)量不好或鍍得薄。還有邊緣、邊界棱角的暴露以及電鍍前在放置時(shí)的暴露受到腐蝕、磨損同樣暴露打底電鍍層或基材。
二氧化硫氣體腐蝕(飽和環(huán)境)
適用于電工電子產(chǎn)品元件、設(shè)備與材料,接觸件與連接件。用二氧化硫鹽霧箱測試,利用試驗(yàn)箱底部水加熱,水蒸氣在樣品表面冷凝,按標(biāo)準(zhǔn)要求在1.5小時(shí)內(nèi)通入理論濃度的二氧化硫后形成酸霧,進(jìn)而腐蝕產(chǎn)品。
4 混合氣體腐蝕試驗(yàn)設(shè)備簡介
用于制造腐蝕性綜合試驗(yàn)箱的材料為外殼耐腐蝕塑料板材,不與二氧化硫及其他幾種氣體起反應(yīng),不吸收幾種混合氣體,不影響試驗(yàn)結(jié)果。混合氣體在箱體內(nèi)勻速流動。箱門與箱體采用耐腐硅橡膠強(qiáng)效密封,防止氣體外溢,從而影響試驗(yàn)結(jié)果和腐蝕室內(nèi)其它設(shè)備,甚至可能對試驗(yàn)操作人員造成的傷害。
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