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嘉峪檢測網 2020-03-25 15:32
引言
隨著制造業不斷發展，交通運輸車輛日益增加，排放出大量的廢氣和污染物，嚴重污染了大氣環境，在一些火力發電廠、煉鋼廠、造紙廠以及重工業地區，其大氣環境往往存在硫化氫、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生反應產生化合物，對電子產品元器件、整機或材料，特別是接觸件和連接件，具有明顯的腐蝕作用，嚴重影響了產品的電性能和使用可靠性。如何提高產品的抗腐蝕能力，是當下產品工程師不可忽視的一個重要問題。
氣體腐蝕試驗是使用氣體腐蝕試驗箱在一定的溫度和相對濕度的條件下對材料或產品進行加速腐蝕，模擬電子產品在一定時間范圍內所受到的腐蝕情況，對產品的抗腐蝕能力進行評估，并作為改進的依據。
腐蝕性氣體對電子產品的影響
①硫化氫(H2S)是一種強腐蝕性氣體。在它的作用下，很多金屬生銹、氫脆，有機材料出現膨脹、變形、鼓泡現象。結果造成儀表儀器及各種機器設備的零部件脆斷、穿孔、動作失靈、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)在正常工作環境中，氯很少被發現是主要的污染物，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層，由于具有雙重作用，當它與硫化氫混合時，氯具有很強的協同效應。
④二氧化硫(SO2)對鎳、鋼和鋅有腐蝕作用。
氣體腐蝕試驗的機理
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酸，形成"倍乘效應"，加速了電子產品的腐蝕。氣體化學反應生成的強酸，包括硝酸(HNO3)及鹽酸(HCl)等，并有水分的生成。參見以下化學反應方程式：
2H2S+SO2=3S+2H2O
H2S+2NO2+O2=S+2HNO3
H2S+Cl2=2HCl+S
由上述反應方程式可知，H2S在潮濕環境下會與SO2、NO2發生氧化還原反應生成單體硫。這兩個含硫的物體里，一個是氧化劑，另一個是抑制劑，它們的合力作用對中和反應機理起到重要的作用。
適當的氣體比例是影響試驗效果的一個關鍵因素。例如，SO2與H2S以5:1的比例可以保護敏感的平衡性。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物的構成。
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環境中會產生硫酸鎳(NiSO4)，硫酸鎳具有吸濕性，在較高濕度條件下會出現鹽滴水珠，因此有鎳質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反應生成3Cu(OH)2·CuSO4，也會導致材料的表面阻抗增大。所以，試驗中溫濕度的選取和控制是很重要的。
氣體腐蝕試驗的相關標準
GB/T 2423.19-2013《環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Kc：接觸點和連接的二氧化硫試驗》
GB/T 2423.20-2014《環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Kd：接觸點和連接的硫化氫試驗》
GB/T 2423.51-2012《環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Ke：流動混合氣體腐蝕試驗》
氣體腐蝕試驗的適用范圍
1、LED產品：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、電子產品及裝置、家用電器、工業產品、儀器儀表、醫療器械。
3、電子類：電腦、顯示器、筆記本電腦、手機、PCB、PCBA、電子通信元器件等精密器件。
4、汽車類：汽車電氣設備與裝置、汽車零部件、汽車金屬器件等。
氣體腐蝕試驗的典型案例
LED燈珠二氧化硫氣體腐蝕能力試驗
試驗過程：
1、參考GB/T 24824-2009 對燈珠進行光電參數測量，并記錄數據。
2、依據 GB/T 2423.19-2013 及客戶要求進行二氧化硫氣體腐蝕實驗。
3、試驗結束后，再進行一次光電參數測量，并記錄數據。
二氧化硫氣體腐蝕試驗500小時前后燈珠外觀對比
|
樣品 編號 |
試驗前 |
試驗后 |
||||
|
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500小時前后燈珠光電性能測試對比
該款燈珠在經過二氧化硫氣體腐蝕試驗500小時后，燈珠支架功能區出現發黑，光通量下降（≈10%），色坐標出現漂移。
來源：Internet
