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气体腐蚀试验国内外常用标准

嘉峪检测网        2024-10-15 09:01

气体腐蚀主要指含二氧化硫的气体对物体产生的腐蚀。

 

失效机理

 

腐蚀气体试验用于确定工作或贮存的室内环境对电工电子产品元件设备与材料特别是接触件与连接件的腐蚀影响。当电子排线或连结器暴露于大气中受到微量氯或硫化气体影响使接合处表面出现腐蚀现象时,其信号传输阻抗将上升,造成产品功能异常或出现失效。因为大气中的腐蚀成份大多以硫化物及氯化物为主,所以腐蚀气体的测试也以这几种成份为主,配合温湿度去做测试。

 

二氧化硫气体腐蚀试验机是在原有盐雾试验的基础上,周期性地通入一定流量的二氧化硫气体 SO2气体,使试验腔内产生一定的二氧化硫气体气体浓度,利用二氧化硫气体在一定的温湿度环境下,对各类材料或产品进行加速腐蚀老化试验,以重现材料或产品在一定时间范围内的所遭受到的破坏程度,以及相似防护层的工艺质量比较,零部件、电子元件、金属材料、电工、电子等产品的防护层以及工业产品的抗二氧化硫腐蚀的能力。

 

二氧化硫和硫化氢气体在潮湿的环境下会对金属触点产生腐蚀,例如腐蚀接触材料增加接触电阻,严重的能力。还有可能在腐蚀中产生堆积物,进而影响金属触点之间的接触,从而导致开路。

 

试验标准

 

气体腐蚀试验主要参考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标准。美国军方的标准对试验介绍的比较详细,可以作为参考书来使用,具体的标准请参考IEC的推荐,因为美军标的推荐值是为军用产品准备的,相对来讲应用到消费电子产品就比较严苛,不推荐。而GB/T主要是参考IEC 进行编撰,如果英语无法完全理解的可以参考国家推荐标准,否则建议以IEC 原版标准为准。

 

在 19 世纪 80 年代,Battelle 实验室、Telcordia(后来的 Bellcore)和IBM 开始采用混合气体来加速电子产品气体腐蚀。在 19 世纪 90年代,ASTM、EIA、IEC和 Telcordia 等标准化组织开始发表标准混合气体试验的文件和指南,其中 ASTM 提供了最为全面的标准来指导混合气体试验的开展,详细的标准清单如下:

 

●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

 

虽然 ASTM 针对材料、产品、系统和服务等发布了众多标准,但是 ASTM 标准更多的是基于现有的混合气体经验的总结,而不是强制标准。对于具体的标准建议参考 Battelle 实验室混合气体试验方法、EIA-364-65A、IEC60068-2-60  Part2和Telcordia GR-63-CORE 5.5章 室内/室外混合气体试验方法。基本上行业标准只提供了试验条件,但是对于试验时间没有很好的建议,这就需要我们根据行业经验来进行相应的定义。 

 

Battelle 实验室混合气体试验方法:

 

电子设备的使用环境分为四类,从最低腐蚀(一类)到最大腐蚀(四类)。一类是持续良好控制的办公室环境;二类是轻工业区,例如没有有效环境控制的办公室;三类是中等程度工业区,例如环境控制很差的存储仓库;四类为重工业区,例如靠近腐蚀气体源的区域。

 

下表中的试验条件是 Battelle 实验室的混合气体试验标准。Battelle 实验室基于薄膜电阻的试验测试结里分析给出了混合气体试验相对特定环境使用的加速系数。其中试验条件II相对于二类环境的加速为400倍,也就是说 1000 小时的试验大约相当于实际环境使用40 年。而试验条件III对于三类环境的加速为 50 倍,也就是说 1000 小时的试验大约相当于实际环境使用5年。对于试验条件IV相对于四类环境的加速数据 Battelle 实验室并未提供。

 

大多数其它标准都额外增加了SO2,因为有些研究人员认为 H2S 和 SO2的组合可以增加金属腐蚀的速度另外 SO2,还是镍腐蚀的必要条件。

 

EIA-364-65A:

 

EIA标准和Battelle标准的差异是增加了两个条件,而这两个条件都知识增加了SO2气体,其它均不相同。IIA和IIIA试验条件的5天试验约为实际使用3年。

 

 

IEC 60068-2-60 Part2:

 

方法1适用于镀金孔或者表面的腐蚀测试,方法2和4适用于中等服饰环境的电子设备测试(例如电信机房、办公室和工业设备的环境等),方法3适用于较严重腐蚀环境,例如重工业生产厂房:

 

IEC60068-2-60  Part2试验标准

 

Telcordia GR-63-CORE 5.5:

 

Telcordia只是针对电信产品的需要制定了室内和室外两种试验条件,其中室内主要是电信机房等环境,而室外是任意户外环境。以下试验条件其和相对应的环境的时间对应关系为:10天≈15年,14天≈20年。

 

 

Telcordia GR-63-CORE 5.5

 

因为很多欧洲国家不再进行所谓的“工业气体检验”(即以前众所周知的“酸雨腐蚀 试验”)。但是在德国工业中,锌涂层的检验是不能省略的。所以在涂层系统中的质量要求,和为试验规定了 DIN 50018-KFW 2.0S的检验是必须的。在小范围内,偶尔也使用无后处理的锌涂层,因此对它的腐蚀特性的检验,也做出了规定。除此之外, 列入了一些在相关欧洲标准中末考虑到的构件表面特性和铬酸钝化说明。

 

ISA-S71.04-1985:

 

美国的 ISA-S71.04-1985 标准为例,根据气体对铜质测试片腐蚀程度将空气质量分为 G1、G2、G3 和 GX四个等级,具体数值参阅下表:

 

ISA-S71.04-1985 铜片腐蚀程度标准

 

注:气体腐蚀试验原则上都需要随试验样品一起放置标准的铜片开展试验,来验证试验条件是否符合要求,确保试验结果的准确性,这和阳光/紫外辐照试验在试验过程中采用照度仪来进行监测是类似的目的。

 

 

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