文章標題
正文
引言
一、 試驗目的與意義
1.
材料篩選與認證:為在工業區、城市道路等高風險環境中使用的設備(如汽車電子元件、戶外通信設備、電力連接器)選擇最合適的材料與防護涂層。 2.
質量控制與可靠性評估:確保批量生產的產品(特別是精密電子元器件和接觸件)具備一致的耐腐蝕性能,滿足可靠性標準。 3.
加速壽命預測:通過加劇的腐蝕環境,在較短時間內模擬材料在自然環境下長期暴露可能出現的失效模式,從而預測其使用壽命。 4.
失效分析與改進:當現場發生腐蝕失效時,通過重現故障的實驗室試驗,分析腐蝕機理,為產品設計和材料工藝的改進提供依據。
二、 常用試驗標準
?
IEC 60068-2-60: 電工電子產品環境試驗 第2-60部分:試驗方法 試驗Ke: 流動混合氣體腐蝕試驗。該標準詳細規定了使用包括NO?在內的多種混合氣體(常與SO?、Cl?、H?S等組合)進行試驗的設備、流程和評價方法。 ?
GB/T 2423.51: 中國國家標準,等效于IEC 60068-2-60。 ?
ASTM G87: 標準實踐- conducting moist SO? tests. 雖然主要針對SO?,但其方法和理念對NO?試驗有重要參考價值。 ?
ISO 16701: 人造大氣腐蝕試驗- 含有硫化氫和二氧化氮的鹽霧交替暴露試驗。 該標準引入了更復雜的循環腐蝕條件。
三、 試驗方法概述
1.
試樣準備:將待測材料或元器件清洗、脫脂干燥,并記錄初始狀態(外觀、重量、電氣性能等)。 2.
配置環境: ?
氣體濃度:通過精密的質量流量控制器,將高純NO?氣體與壓縮空氣按比例混合,在試驗箱內形成穩定且均勻的特定濃度(常用濃度為0.5 ~ 20 ppm,甚至更高,取決于嚴酷等級)。 ?
溫濕度控制:嚴格控制試驗箱內的溫度(通常為25°C或30°C)和相對濕度(通常為70% ~ 75%)。高溫高濕會極大加速腐蝕進程。 ?
氣體流速:保持氣體在箱內流動更新,以確保濃度均勻并帶走腐蝕產物。 3.
暴露階段:將試樣放入箱內,持續暴露預定時間(如24h, 48h, 96h或更長)。試驗可以是連續的,也可以是“暴露-濕潤-干燥”的循環模式,后者更能模擬真實環境,加速效果更明顯。 4.
恢復與評價:試驗結束后,取出試樣,在標準大氣條件下放置一段時間以恢復穩定,然后進行最終評價。 ?
外觀檢查:觀察表面顏色變化、腐蝕產物形態、點蝕、起泡、剝落等現象。 ?
腐蝕速率測量:對金屬試樣,通過精確稱重計算質量變化率。 ?
功能測試:對電子元器件,測試其電氣性能(如接觸電阻、絕緣電阻)的變化是否超出允許范圍。 ?
微觀分析:使用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)和能譜分析(EDS)觀察腐蝕形貌并分析腐蝕產物成分。
四、 腐蝕機理
1.
NO?溶于試樣表面的水膜,生成硝酸(HNO?)和亞硝酸(HNO?): 2NO? + H?O → HNO? + HNO?
2.
生成的強酸電離出H?離子,作為去極化劑,持續促進金屬的陽極溶解(氧化)反應。 3.
對于銀等貴金屬,NO?會直接導致表面形成硫化銀膜,造成接觸電阻急劇升高。
五、 安全須知
?
試驗箱必須保持良好密封,并安裝在有效通風的實驗室或通風櫥內。 ?
操作人員需佩戴適當的個人防護裝備(PPE),如防毒面具、手套和護目鏡。 ?
實驗室應配備NO?氣體泄漏監測報警儀。 ?
廢氣必須經過堿液吸收等無害化處理后才能排放。