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氣體腐蝕主要指含二氧化硫的氣體對(duì)物體產(chǎn)生的腐蝕。

 

失效機(jī)理

 

腐蝕氣體試驗(yàn)用于確定工作或貯存的室內(nèi)環(huán)境對(duì)電工電子產(chǎn)品元件設(shè)備與材料特別是接觸件與連接件的腐蝕影響。當(dāng)電子排線或連結(jié)器暴露于大氣中受到微量氯或硫化氣體影響使接合處表面出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象時(shí)，其信號(hào)傳輸阻抗將上升，造成產(chǎn)品功能異?；虺霈F(xiàn)失效。因?yàn)榇髿庵械母g成份大多以硫化物及氯化物為主，所以腐蝕氣體的測(cè)試也以這幾種成份為主，配合溫濕度去做測(cè)試。

 

二氧化硫氣體腐蝕試驗(yàn)機(jī)是在原有鹽霧試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，周期性地通入一定流量的二氧化硫氣體 SO2氣體，使試驗(yàn)腔內(nèi)產(chǎn)生一定的二氧化硫氣體氣體濃度，利用二氧化硫氣體在一定的溫濕度環(huán)境下，對(duì)各類(lèi)材料或產(chǎn)品進(jìn)行加速腐蝕老化試驗(yàn)，以重現(xiàn)材料或產(chǎn)品在一定時(shí)間范圍內(nèi)的所遭受到的破壞程度，以及相似防護(hù)層的工藝質(zhì)量比較，零部件、電子元件、金屬材料、電工、電子等產(chǎn)品的防護(hù)層以及工業(yè)產(chǎn)品的抗二氧化硫腐蝕的能力。

 

二氧化硫和硫化氫氣體在潮濕的環(huán)境下會(huì)對(duì)金屬觸點(diǎn)產(chǎn)生腐蝕，例如腐蝕接觸材料增加接觸電阻，嚴(yán)重的能力。還有可能在腐蝕中產(chǎn)生堆積物，進(jìn)而影響金屬觸點(diǎn)之間的接觸，從而導(dǎo)致開(kāi)路。

 

試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

 

氣體腐蝕試驗(yàn)主要參考IEC 60068-2-60，DIN 50018,MIL-STD-810G Method 518,GB/T 2423.33，GB/T2423.51，GB/T2423.19，GB/T9789,Telcordia GR-63-CORE,EIA-364-65A標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)軍方的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)介紹的比較詳細(xì)，可以作為參考書(shū)來(lái)使用，具體的標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)參考IEC的推薦，因?yàn)槊儡姌?biāo)的推薦值是為軍用產(chǎn)品準(zhǔn)備的，相對(duì)來(lái)講應(yīng)用到消費(fèi)電子產(chǎn)品就比較嚴(yán)苛，不推薦。而GB/T主要是參考IEC 進(jìn)行編撰，如果英語(yǔ)無(wú)法完全理解的可以參考國(guó)家推薦標(biāo)準(zhǔn)，否則建議以IEC 原版標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。

 

在 19 世紀(jì) 80 年代，Battelle 實(shí)驗(yàn)室、Telcordia(后來(lái)的 Bellcore)和IBM 開(kāi)始采用混合氣體來(lái)加速電子產(chǎn)品氣體腐蝕。在 19 世紀(jì) 90年代，ASTM、EIA、IEC和 Telcordia 等標(biāo)準(zhǔn)化組織開(kāi)始發(fā)表標(biāo)準(zhǔn)混合氣體試驗(yàn)的文件和指南，其中 ASTM 提供了最為全面的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)指導(dǎo)混合氣體試驗(yàn)的開(kāi)展，詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)清單如下：

 

●ASTM B827-97—Standard Practice for Conducting Mixed Flowing Gas Environmental Tests

 

●ASTM B845-97—Standard Guide for Mixed Flowing Gas Tests for Electrical Contacts

 

●ASTM B810-01a—Standard Method for Calibration of Atmospheric Corrosion Test Chambers by Change in Mass of Copper Coupons

 

●ASTM B825-97—Standard Test Method for Coulometric Reduction of Surface Films on Metallic Test Samples

 

●ASTM B826-97—Standard Test Method for Monitoring Corrosion Tests by Electrical Resistance Probes

 

●ASTM B808-97—Standard Test Method for Monitoring of Atmospheric Corrosion Chambers by Quartz Crystal Microbalances

 

雖然 ASTM 針對(duì)材料、產(chǎn)品、系統(tǒng)和服務(wù)等發(fā)布了眾多標(biāo)準(zhǔn)，但是 ASTM 標(biāo)準(zhǔn)更多的是基于現(xiàn)有的混合氣體經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，而不是強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于具體的標(biāo)準(zhǔn)建議參考 Battelle 實(shí)驗(yàn)室混合氣體試驗(yàn)方法、EIA-364-65A、IEC60068-2-60  Part2和Telcordia GR-63-CORE 5.5章 室內(nèi)/室外混合氣體試驗(yàn)方法?；旧闲袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)只提供了試驗(yàn)條件，但是對(duì)于試驗(yàn)時(shí)間沒(méi)有很好的建議，這就需要我們根據(jù)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的定義。 

 

Battelle 實(shí)驗(yàn)室混合氣體試驗(yàn)方法:

 

電子設(shè)備的使用環(huán)境分為四類(lèi)，從最低腐蝕(一類(lèi))到最大腐蝕(四類(lèi))。一類(lèi)是持續(xù)良好控制的辦公室環(huán)境;二類(lèi)是輕工業(yè)區(qū)，例如沒(méi)有有效環(huán)境控制的辦公室;三類(lèi)是中等程度工業(yè)區(qū)，例如環(huán)境控制很差的存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù);四類(lèi)為重工業(yè)區(qū)，例如靠近腐蝕氣體源的區(qū)域。

 

下表中的試驗(yàn)條件是 Battelle 實(shí)驗(yàn)室的混合氣體試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。Battelle 實(shí)驗(yàn)室基于薄膜電阻的試驗(yàn)測(cè)試結(jié)里分析給出了混合氣體試驗(yàn)相對(duì)特定環(huán)境使用的加速系數(shù)。其中試驗(yàn)條件II相對(duì)于二類(lèi)環(huán)境的加速為400倍，也就是說(shuō) 1000 小時(shí)的試驗(yàn)大約相當(dāng)于實(shí)際環(huán)境使用40 年。而試驗(yàn)條件III對(duì)于三類(lèi)環(huán)境的加速為 50 倍，也就是說(shuō) 1000 小時(shí)的試驗(yàn)大約相當(dāng)于實(shí)際環(huán)境使用5年。對(duì)于試驗(yàn)條件IV相對(duì)于四類(lèi)環(huán)境的加速數(shù)據(jù) Battelle 實(shí)驗(yàn)室并未提供。

 

大多數(shù)其它標(biāo)準(zhǔn)都額外增加了SO2，因?yàn)橛行┭芯咳藛T認(rèn)為 H2S 和 SO2的組合可以增加金屬腐蝕的速度另外 SO2,還是鎳腐蝕的必要條件。

 

EIA-364-65A：

 

EIA標(biāo)準(zhǔn)和Battelle標(biāo)準(zhǔn)的差異是增加了兩個(gè)條件，而這兩個(gè)條件都知識(shí)增加了SO2氣體，其它均不相同。IIA和IIIA試驗(yàn)條件的5天試驗(yàn)約為實(shí)際使用3年。

 

 

IEC 60068-2-60 Part2：

 

方法1適用于鍍金孔或者表面的腐蝕測(cè)試，方法2和4適用于中等服飾環(huán)境的電子設(shè)備測(cè)試（例如電信機(jī)房、辦公室和工業(yè)設(shè)備的環(huán)境等），方法3適用于較嚴(yán)重腐蝕環(huán)境，例如重工業(yè)生產(chǎn)廠房：

 

IEC60068-2-60  Part2試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

 

Telcordia GR-63-CORE 5.5：

 

Telcordia只是針對(duì)電信產(chǎn)品的需要制定了室內(nèi)和室外兩種試驗(yàn)條件，其中室內(nèi)主要是電信機(jī)房等環(huán)境，而室外是任意戶外環(huán)境。以下試驗(yàn)條件其和相對(duì)應(yīng)的環(huán)境的時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系為：10天≈15年，14天≈20年。

 

 

Telcordia GR-63-CORE 5.5

 

因?yàn)楹芏鄽W洲國(guó)家不再進(jìn)行所謂的“工業(yè)氣體檢驗(yàn)”(即以前眾所周知的“酸雨腐蝕 試驗(yàn)”)。但是在德國(guó)工業(yè)中，鋅涂層的檢驗(yàn)是不能省略的。所以在涂層系統(tǒng)中的質(zhì)量要求，和為試驗(yàn)規(guī)定了 DIN 50018-KFW 2.0S的檢驗(yàn)是必須的。在小范圍內(nèi)，偶爾也使用無(wú)后處理的鋅涂層，因此對(duì)它的腐蝕特性的檢驗(yàn)，也做出了規(guī)定。除此之外， 列入了一些在相關(guān)歐洲標(biāo)準(zhǔn)中末考慮到的構(gòu)件表面特性和鉻酸鈍化說(shuō)明。

 

ISA-S71.04-1985：

 

美國(guó)的 ISA-S71.04-1985 標(biāo)準(zhǔn)為例，根據(jù)氣體對(duì)銅質(zhì)測(cè)試片腐蝕程度將空氣質(zhì)量分為 G1、G2、G3 和 GX四個(gè)等級(jí)，具體數(shù)值參閱下表:

 

ISA-S71.04-1985 銅片腐蝕程度標(biāo)準(zhǔn)

 

注:氣體腐蝕試驗(yàn)原則上都需要隨試驗(yàn)樣品一起放置標(biāo)準(zhǔn)的銅片開(kāi)展試驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證試驗(yàn)條件是否符合要求，確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，這和陽(yáng)光/紫外輻照試驗(yàn)在試驗(yàn)過(guò)程中采用照度儀來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)是類(lèi)似的目的。