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嘉峪檢測網 2024-10-15 09:01
氣體腐蝕主要指含二氧化硫的氣體對物體產生的腐蝕。
失效機理
腐蝕氣體試驗用于確定工作或貯存的室內環境對電工電子產品元件設備與材料特別是接觸件與連接件的腐蝕影響。當電子排線或連結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腐蝕現象時,其信號傳輸阻抗將上升,造成產品功能異?;虺霈F失效。因為大氣中的腐蝕成份大多以硫化物及氯化物為主,所以腐蝕氣體的測試也以這幾種成份為主,配合溫濕度去做測試。
二氧化硫氣體腐蝕試驗機是在原有鹽霧試驗的基礎上,周期性地通入一定流量的二氧化硫氣體 SO2氣體,使試驗腔內產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境下,對各類材料或產品進行加速腐蝕老化試驗,以重現材料或產品在一定時間范圍內的所遭受到的破壞程度,以及相似防護層的工藝質量比較,零部件、電子元件、金屬材料、電工、電子等產品的防護層以及工業產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境下會對金屬觸點產生腐蝕,例如腐蝕接觸材料增加接觸電阻,嚴重的能力。還有可能在腐蝕中產生堆積物,進而影響金屬觸點之間的接觸,從而導致開路。
試驗標準
氣體腐蝕試驗主要參考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標準。美國軍方的標準對試驗介紹的比較詳細,可以作為參考書來使用,具體的標準請參考IEC的推薦,因為美軍標的推薦值是為軍用產品準備的,相對來講應用到消費電子產品就比較嚴苛,不推薦。而GB/T主要是參考IEC 進行編撰,如果英語無法完全理解的可以參考國家推薦標準,否則建議以IEC 原版標準為準。
在 19 世紀 80 年代,Battelle 實驗室、Telcordia(后來的 Bellcore)和IBM 開始采用混合氣體來加速電子產品氣體腐蝕。在 19 世紀 90年代,ASTM、EIA、IEC和 Telcordia 等標準化組織開始發表標準混合氣體試驗的文件和指南,其中 ASTM 提供了最為全面的標準來指導混合氣體試驗的開展,詳細的標準清單如下:
●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 針對材料、產品、系統和服務等發布了眾多標準,但是 ASTM 標準更多的是基于現有的混合氣體經驗的總結,而不是強制標準。對于具體的標準建議參考 Battelle 實驗室混合氣體試驗方法、EIA-364-65A、IEC60068-2-60 Part2和Telcordia GR-63-CORE 5.5章 室內/室外混合氣體試驗方法?;旧闲袠I標準只提供了試驗條件,但是對于試驗時間沒有很好的建議,這就需要我們根據行業經驗來進行相應的定義。
Battelle 實驗室混合氣體試驗方法:
電子設備的使用環境分為四類,從最低腐蝕(一類)到最大腐蝕(四類)。一類是持續良好控制的辦公室環境;二類是輕工業區,例如沒有有效環境控制的辦公室;三類是中等程度工業區,例如環境控制很差的存儲倉庫;四類為重工業區,例如靠近腐蝕氣體源的區域。
下表中的試驗條件是 Battelle 實驗室的混合氣體試驗標準。Battelle 實驗室基于薄膜電阻的試驗測試結里分析給出了混合氣體試驗相對特定環境使用的加速系數。其中試驗條件II相對于二類環境的加速為400倍,也就是說 1000 小時的試驗大約相當于實際環境使用40 年。而試驗條件III對于三類環境的加速為 50 倍,也就是說 1000 小時的試驗大約相當于實際環境使用5年。對于試驗條件IV相對于四類環境的加速數據 Battelle 實驗室并未提供。
大多數其它標準都額外增加了SO2,因為有些研究人員認為 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標準和Battelle標準的差異是增加了兩個條件,而這兩個條件都知識增加了SO2氣體,其它均不相同。IIA和IIIA試驗條件的5天試驗約為實際使用3年。
IEC 60068-2-60 Part2:
方法1適用于鍍金孔或者表面的腐蝕測試,方法2和4適用于中等服飾環境的電子設備測試(例如電信機房、辦公室和工業設備的環境等),方法3適用于較嚴重腐蝕環境,例如重工業生產廠房:
IEC60068-2-60 Part2試驗標準
Telcordia GR-63-CORE 5.5:
Telcordia只是針對電信產品的需要制定了室內和室外兩種試驗條件,其中室內主要是電信機房等環境,而室外是任意戶外環境。以下試驗條件其和相對應的環境的時間對應關系為:10天≈15年,14天≈20年。
Telcordia GR-63-CORE 5.5
因為很多歐洲國家不再進行所謂的“工業氣體檢驗”(即以前眾所周知的“酸雨腐蝕 試驗”)。但是在德國工業中,鋅涂層的檢驗是不能省略的。所以在涂層系統中的質量要求,和為試驗規定了 DIN 50018-KFW 2.0S的檢驗是必須的。在小范圍內,偶爾也使用無后處理的鋅涂層,因此對它的腐蝕特性的檢驗,也做出了規定。除此之外, 列入了一些在相關歐洲標準中末考慮到的構件表面特性和鉻酸鈍化說明。
ISA-S71.04-1985:
美國的 ISA-S71.04-1985 標準為例,根據氣體對銅質測試片腐蝕程度將空氣質量分為 G1、G2、G3 和 GX四個等級,具體數值參閱下表:
ISA-S71.04-1985 銅片腐蝕程度標準
注:氣體腐蝕試驗原則上都需要隨試驗樣品一起放置標準的銅片開展試驗,來驗證試驗條件是否符合要求,確保試驗結果的準確性,這和陽光/紫外輻照試驗在試驗過程中采用照度儀來進行監測是類似的目的。
來源:Internet