您當(dāng)前的位置:檢測資訊 > 科研開發(fā)
嘉峪檢測網(wǎng) 2020-03-25 15:32
引言
隨著制造業(yè)不斷發(fā)展,交通運(yùn)輸車輛日益增加,排放出大量的廢氣和污染物,嚴(yán)重污染了大氣環(huán)境,在一些火力發(fā)電廠、煉鋼廠、造紙廠以及重工業(yè)地區(qū),其大氣環(huán)境往往存在硫化氫、二氧化硫、二氧化氮、氯氣等廢氣,情況尤其嚴(yán)重。
在一定的溫濕度條件下,這些氣體會與金屬表面附著的水分子發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生化合物,對電子產(chǎn)品元器件、整機(jī)或材料,特別是接觸件和連接件,具有明顯的腐蝕作用,嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的電性能和使用可靠性。如何提高產(chǎn)品的抗腐蝕能力,是當(dāng)下產(chǎn)品工程師不可忽視的一個(gè)重要問題。
氣體腐蝕試驗(yàn)是使用氣體腐蝕試驗(yàn)箱在一定的溫度和相對濕度的條件下對材料或產(chǎn)品進(jìn)行加速腐蝕,模擬電子產(chǎn)品在一定時(shí)間范圍內(nèi)所受到的腐蝕情況,對產(chǎn)品的抗腐蝕能力進(jìn)行評估,并作為改進(jìn)的依據(jù)。

腐蝕性氣體對電子產(chǎn)品的影響
①硫化氫(H2S)是一種強(qiáng)腐蝕性氣體。在它的作用下,很多金屬生銹、氫脆,有機(jī)材料出現(xiàn)膨脹、變形、鼓泡現(xiàn)象。結(jié)果造成儀表儀器及各種機(jī)器設(shè)備的零部件脆斷、穿孔、動(dòng)作失靈、管道突然爆裂、閥門閥桿脆斷等故障。
②二氧化氮(NO2)主要是作為氧化劑。
③氯氣(Cl2)在正常工作環(huán)境中,氯很少被發(fā)現(xiàn)是主要的污染物,氯一部分是用作氧化劑,另一部分作為氯化物。氯氣被還原而形成的氯化物能穿透金屬表面的氧化物保護(hù)層,由于具有雙重作用,當(dāng)它與硫化氫混合時(shí),氯具有很強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng)。
④二氧化硫(SO2)對鎳、鋼和鋅有腐蝕作用。
氣體腐蝕試驗(yàn)的機(jī)理
在上面的氣體介紹可知,每種氣體都有其存在的腐蝕作用,雖然大氣環(huán)境中H2S、NO2、Cl2、SO2等氣體的濃度比較低,但這幾種氣體會相互作用生成強(qiáng)酸,形成"倍乘效應(yīng)",加速了電子產(chǎn)品的腐蝕。氣體化學(xué)反應(yīng)生成的強(qiáng)酸,包括硝酸(HNO3)及鹽酸(HCl)等,并有水分的生成。參見以下化學(xué)反應(yīng)方程式:
2H2S+SO2=3S+2H2O
H2S+2NO2+O2=S+2HNO3
H2S+Cl2=2HCl+S
由上述反應(yīng)方程式可知,H2S在潮濕環(huán)境下會與SO2、NO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成單體硫。這兩個(gè)含硫的物體里,一個(gè)是氧化劑,另一個(gè)是抑制劑,它們的合力作用對中和反應(yīng)機(jī)理起到重要的作用。
適當(dāng)?shù)臍怏w比例是影響試驗(yàn)效果的一個(gè)關(guān)鍵因素。例如,SO2與H2S以5:1的比例可以保護(hù)敏感的平衡性。過量的二氧化硫會形成水合物,它會為溶解其他的反應(yīng)氣體提供PH緩沖能力,在腐蝕膜形成的過程中PH值的變化會很大程度地影響腐蝕產(chǎn)物的構(gòu)成。
溫濕度的高低會明顯影響腐蝕的效果。如含有鎳的器件在SO2環(huán)境中會產(chǎn)生硫酸鎳(NiSO4),硫酸鎳具有吸濕性,在較高濕度條件下會出現(xiàn)鹽滴水珠,因此有鎳質(zhì)鍍層的鍍金膜會因針孔缺陷造成鎳腐蝕。又如,在高濕條件下,銅與SO2反應(yīng)生成3Cu(OH)2·CuSO4,也會導(dǎo)致材料的表面阻抗增大。所以,試驗(yàn)中溫濕度的選取和控制是很重要的。
氣體腐蝕試驗(yàn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 2423.19-2013《環(huán)境試驗(yàn) 第2部分:試驗(yàn)方法 試驗(yàn)Kc:接觸點(diǎn)和連接的二氧化硫試驗(yàn)》
GB/T 2423.20-2014《環(huán)境試驗(yàn) 第2部分:試驗(yàn)方法 試驗(yàn)Kd:接觸點(diǎn)和連接的硫化氫試驗(yàn)》
GB/T 2423.51-2012《環(huán)境試驗(yàn) 第2部分:試驗(yàn)方法 試驗(yàn)Ke:流動(dòng)混合氣體腐蝕試驗(yàn)》
氣體腐蝕試驗(yàn)的適用范圍
1、LED產(chǎn)品:通用照明、顯示背光、植物照明、汽車照明、亮化照明等。
2、電氣類:電氣、電子產(chǎn)品及裝置、家用電器、工業(yè)產(chǎn)品、儀器儀表、醫(yī)療器械。
3、電子類:電腦、顯示器、筆記本電腦、手機(jī)、PCB、PCBA、電子通信元器件等精密器件。
4、汽車類:汽車電氣設(shè)備與裝置、汽車零部件、汽車金屬器件等。
氣體腐蝕試驗(yàn)的典型案例
LED燈珠二氧化硫氣體腐蝕能力試驗(yàn)
試驗(yàn)過程:
1、參考GB/T 24824-2009 對燈珠進(jìn)行光電參數(shù)測量,并記錄數(shù)據(jù)。
2、依據(jù) GB/T 2423.19-2013 及客戶要求進(jìn)行二氧化硫氣體腐蝕實(shí)驗(yàn)。
3、試驗(yàn)結(jié)束后,再進(jìn)行一次光電參數(shù)測量,并記錄數(shù)據(jù)。

二氧化硫氣體腐蝕試驗(yàn)500小時(shí)前后燈珠外觀對比
|
樣品 編號 |
試驗(yàn)前 |
試驗(yàn)后 |
||||
|
Φ1(lm) |
x1 |
y1 |
Φ2(lm) |
x2 |
y2 |
|
|
1 |
51.77 |
0.3343 |
0.3143 |
46.14 |
0.3224 |
0.2977 |
|
2 |
52.97 |
0.3337 |
0.3154 |
48.66 |
0.3213 |
0.2994 |
|
3 |
51.99 |
0.3333 |
0.3137 |
47.81 |
0.3201 |
0.3033 |
|
4 |
52.14 |
0.3327 |
0.3189 |
48.03 |
0.3188 |
0.3001 |
|
5 |
52.36 |
0.3338 |
0.3123 |
48.72 |
0.3205 |
0.3012 |
二氧化硫氣體腐蝕試驗(yàn)500小時(shí)前后燈珠光電性能測試對比
該款燈珠在經(jīng)過二氧化硫氣體腐蝕試驗(yàn)500小時(shí)后,燈珠支架功能區(qū)出現(xiàn)發(fā)黑,光通量下降(≈10%),色坐標(biāo)出現(xiàn)漂移。

來源:Internet