循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)

關(guān)鍵詞：防護(hù)涂層，循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)，制定/選用原則

編者說：

本文針對(duì)電子裝備防護(hù)涂層，對(duì)現(xiàn)有主要的循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)方法進(jìn)行對(duì)比，總結(jié)了循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)方法制定、選用的一般原則，并預(yù)測(cè)了循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)的發(fā)展方向和工作重點(diǎn)，為電子裝備防護(hù)涂層的循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)相關(guān)技術(shù)人員提供參考。

1、現(xiàn)有循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)方法

目前，國內(nèi)外針對(duì)金屬及合金、金屬覆蓋層、防護(hù)涂層制定了一系列的循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)方法，每個(gè)試驗(yàn)方法模擬的主要環(huán)境因素不同，見表1。

表1  循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)

由表1可知，目前國內(nèi)外常用循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了防護(hù)涂層的主要環(huán)境因素，但不同的試驗(yàn)條件和循環(huán)方式?jīng)Q定了其具有不同的適用范圍，見表2。

表2 循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)適用范圍

根據(jù)防護(hù)涂層實(shí)際服役環(huán)境，可通過改變標(biāo)準(zhǔn)中試驗(yàn)條件和循環(huán)方式拓寬或改變標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍。以ASTM D5894為例，采用鹽霧試驗(yàn)（NaCl和H2SO4混合溶液）、室溫干燥，紫外、冷凝循環(huán)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該循環(huán)試驗(yàn)可較好復(fù)現(xiàn)工業(yè)大氣、鹽霧、太陽輻射的綜合環(huán)境效應(yīng)，與科威特沿海工業(yè)區(qū)環(huán)境相關(guān)性極好；國際集裝箱出租商協(xié)會(huì)（IICL）延長循環(huán)中鹽霧潮濕時(shí)間，以突出集裝箱涂層海上運(yùn)輸環(huán)境的影響。

2、循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)方法制定/選用原則

我國地域廣闊，地域跨度大，導(dǎo)致環(huán)境差異很大，如北極超低溫環(huán)境，西沙高鹽高溫環(huán)境，所以對(duì)于不同區(qū)域使用的產(chǎn)品制定，選用的循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)方案也應(yīng)有所不同，循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)方案的確定遵循以下一般原則：

（1）突出主要環(huán)境影響因素對(duì)涂層的影響，如干熱沙漠環(huán)境需要突出高溫、太陽輻射和溫度變化的影響；沿海工業(yè)大氣需要突出腐蝕氣體、酸雨、鹽霧和太陽輻射的共同影響。

（2）涂層循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)方法中的循環(huán)方式應(yīng)與使用區(qū)域的典型日循環(huán)過程一致，并遵循涂層失效的規(guī)律。如熱帶沿海地區(qū)日循環(huán)過程中包括2次干濕交替過程和2次明暗交替過程，需要在循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)過程中體現(xiàn)。由于涂層老化始于涂層表面，且光降解對(duì)水滲透和降解過程促進(jìn)明顯，一般將太陽輻射試驗(yàn)放在循環(huán)前期開展。

（3）循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)的試驗(yàn)項(xiàng)目選擇過程中，應(yīng)充分考慮使用地區(qū)環(huán)境條件對(duì)涂層的作用方式及機(jī)理，提高試驗(yàn)應(yīng)力施加的模擬性，

（4）涂層循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)量值一般不低于使用地區(qū)的環(huán)境極值，且充分參考現(xiàn)有單項(xiàng)環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，減少盲目性。

（5）循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)中各環(huán)境譜塊的試驗(yàn)時(shí)長比例應(yīng)根據(jù)使用地區(qū)的各環(huán)境因素作用時(shí)間確定，并可適當(dāng)延長主要環(huán)境影響因素的作用時(shí)間，如熱帶沿海地區(qū)的日照時(shí)數(shù)占全年時(shí)長的28%，為突出太陽光的影響，可將光老化試驗(yàn)時(shí)長設(shè)定至占整個(gè)循環(huán)時(shí)間的1/3。

3、循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)方法發(fā)展方向

循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)有兩個(gè)發(fā)展方向：

一是盡可能提高循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)的加速性，過程中重點(diǎn)突出主要環(huán)境因素的影響，并不要求準(zhǔn)確模擬涂層使用過程的腐蝕機(jī)理，這種方法常用于涂層材料、工藝的優(yōu)選；

二是努力在保證循環(huán)加速腐蝕試驗(yàn)相關(guān)性的基礎(chǔ)上提高加速性，這就要求考慮多環(huán)境因素綜合影響，準(zhǔn)確地模擬實(shí)際服役過程中的老化行為和機(jī)理，這種方法主要用于研究涂層失效機(jī)理和評(píng)價(jià)服役壽命。

結(jié)合以上發(fā)展方向，需重點(diǎn)開展以下工作：（1）涂層復(fù)雜環(huán)境中失效機(jī)理研究；（2）各環(huán)境因素協(xié)同影響效應(yīng)研究；（3）國外試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)引進(jìn)及適用性研究與改進(jìn)；（4）多環(huán)境因素綜合試驗(yàn)設(shè)備。

作者：鄭南飛1，邢媛1,3，龔雨荷1，張洪彬1,2,3，王春輝1

作者單位：1.工業(yè)和信息化部電子第五研究所，2.廣東省電子信息產(chǎn)品可靠性技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，3.電子信息產(chǎn)品可靠性分析與測(cè)試技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心