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文章出处:人气:16发表时间:2018/3/11 16:00:03

盐雾腐蚀是一种常见和最有破坏性的大气腐蚀。 盐雾对金属材料表面的腐蚀是由于含有的氯离子穿透金属表面的氧化层和防护层与内部金属发生电化学反应引起的。同时,氯离子含有一定的水合能,易被吸附在金属表面的孔隙、裂缝排挤并取代氧化层中的氧,把不溶性的氧化物变成可溶性的氯化物,使钝化态表面变成活泼表面。

为了考核电子元器件在盐雾环境下的抗腐蚀能力,我们通常进行盐雾试验。

一、概念

盐雾试验是一种主要利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验。它分为二大类,一类为天然环境暴露试验,另一类为人工加速模拟盐雾环境试验。人工模拟盐雾环境试验是利用一种具有一定容积空间的试验设备——盐雾试验箱,在其容积空间内用人工的方法,造成盐雾环境来对产品的耐盐雾腐蚀性能质量进行考核。它与天然环境相比,其盐雾环境的氯化物的盐浓度,可以是一般天然环境盐雾含量的几倍或几十倍,使腐蚀速度大大提高,对产品进行盐雾试验,得出结果的时间也大大缩短。

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二、分类

人工模拟盐雾试验又包括中性盐雾试验、醋酸盐雾试验、铜盐加速醋酸盐雾试验、交变盐雾试验。

1.中性盐雾试验

中性盐雾试验是出现最早目前应用领域最广的一种加速腐蚀试验方法。一般情况下,它采用5%的氯化钠盐水溶液,溶液PH值调在中性范围(6.5~7.2)作为喷雾用的溶液。试验温度均取35℃,要求盐雾的沉降率在1~3ml/80cm2.h之间,沉降量一般都是1~2ml/80cm2.h之间。

2.醋酸盐雾试验

醋酸盐雾试验是在中性盐雾试验的基础上发展起来的。它是在5%氯化钠溶液中加入一些冰醋酸,使溶液的PH值降为3左右,溶液变成酸性,最后形成的盐雾也由中性盐雾变成酸性。它的腐蚀速度要比NSS试验快3倍左右。

3.铜盐加速醋酸盐雾试验

铜盐加速醋酸盐雾试验是国外新近发展起来的一种快速盐雾腐蚀试验,试验温度为50℃,盐溶液中加入少量铜盐—氯化铜,强烈诱发腐蚀。它的腐蚀速度大约是NSS试验的8倍。

4.交变盐雾试验

交变盐雾试验是一种综合盐雾试验,它实际上是中性盐雾试验加恒定湿热试验。它主要用于空腔型的整机产品,通过潮态环境的渗透,使盐雾腐蚀不但在产品表面产生,也在产品内部产生。它是将产品在盐雾和湿热两种环境条件下交替转换,最后考核整机产品的电性能和机械性能有无变化。

三、机理

盐雾对金属材料的腐蚀,主要是导电的盐溶液渗入金属内部发生电化学反应,形成“低电位金属-电解质溶液-高电位杂质”微电池系统,发生电子转移,作为阳极的金属出现溶解,形成新的化合物即腐蚀物。金属保护层和有机材料保护层也同样,当作为电解质的盐溶液渗入内部后,便会形成以金属为电极和金属保护层或有机材料为另一电极的微电池。

盐雾腐蚀破坏过程中起主要作用的是氯离子。它具有很强的穿透本领,容易穿透金属氧化层进入金属内部,破坏金属的钝态。同时,氯离子具有很小的水合能,容易被吸附在金属表面,取代保护金属的氧化层中的氧,使金属受到破坏。

除了氯离子外,盐雾腐蚀机理还受溶解于盐溶液里(实质上是溶解在试样表面的盐液膜)氧的影响。氧能够引起金属表面的去极化过程,加速阳极金属溶解,由于盐雾试验过程中持续喷雾,不断沉降在试样表面上的盐液膜,使含氧量始终保持在接近饱和状态。腐蚀产物的形成,使渗入金属缺陷里的盐溶液的体积膨胀,因此增加了金属的内部应力,引起了应力腐蚀,导致保护层鼓起。

四、设备

人工盐雾试验的设备主要为盐雾试验箱,一般具有如下特点:

a. 试验箱及其附件应采用不会与盐雾发生作用的材料(玻璃、塑料等)制造。在试验箱内与试验样品接触的所有零件,应当用不产生电解腐蚀的材料制造。该箱应适当通风,以防止产生“高压”并保持盐雾的均匀分布。

b. 能适当的防止周围环境条件对盐溶液的影响。

c. 让盐液雾化的手段,包括合适的喷嘴和压缩空气或者有20%氧、80%氮组成的混合气体。

d. 试验箱应能加热和控制。

e. 在高于试验箱温度的某温度下,使空气潮湿的手段。

f. 空气或惰性气体干燥箱。

g. 1倍~3倍、10倍~20倍和30倍~60倍放大镜。

五、判定

盐雾试验的目的是为了考核产品或金属材料的耐盐雾腐蚀质量,而盐雾试验结果判定正是对产品质量的宣判,它的判定结果是否正确合理,是正确衡量产品或金属抗盐雾腐蚀质量的关键。盐雾试验结果的判定方法有:评级判定法、称重判定法、腐蚀物出现判定法、腐蚀数据统计分析法。

1.评级判定

是把腐蚀面积与总面积之比的百分数按一定的方法划分成几个级别,以某一个级别作为合格判定依据,它适合平板样品进行评价。

2.称重判定

是通过对腐蚀试验前后样品的重量进行称重的方法,计算出受腐蚀损失的重量来对样品耐腐蚀质量进行评判,它特别适用于对某种金属耐腐蚀质量进行考核。

3.腐蚀物

是一种定性的判定法,它以盐雾腐蚀试验后,产品是否产生腐蚀现象来对样品进行判定,一般产品标准中大多采用此方法。

4.腐蚀数据

提供了设计腐蚀试验、分析腐蚀数据、确定腐蚀数据的置信度的方法,它主要用于分析、统计腐蚀情况,而不是具体用于某一具体产品的质量判定。

六、电子元器件盐雾试验

1.电子元器件一般采用中性盐雾试验。

2参考标准有如GB/T2423.17—2008《电工电子产品基本环境试验规程 试验Ka:盐雾试验方法》,GB/T2423.18—2000《电工电子产品环境试验 第2部分:试验 试验Kb:盐雾,交变(氯化钠溶液)》

3.盐雾试验中元器件可能暴露的缺陷有外壳腐蚀、外引线腐蚀、金属化腐蚀和电参数漂移。

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