電子電器腐蝕防護(hù)技術(shù)的研究

覃雪清

【摘要】隨著社會(huì)的發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)程也在不斷加速發(fā)展，各式各樣的信息化產(chǎn)品如雨后春筍般涌現(xiàn)了出來(lái)，各種機(jī)械及其電器的廣泛使用在很大程度上解放了人力，極大地提升了生產(chǎn)效率，也使得人們的生活水平發(fā)生了質(zhì)的變化。盡管這些信息化科技產(chǎn)品給人們生活帶來(lái)了便利，但由于這些產(chǎn)品自身容易被腐蝕，因此使用效果和使用年限會(huì)降低，因此我們要采用相應(yīng)的防腐技術(shù)，降低設(shè)備被腐蝕損壞的數(shù)量，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

【關(guān)鍵詞】電子電器；腐蝕防護(hù)；防護(hù)技術(shù)

一、生活中常見(jiàn)的幾種金屬腐蝕

很多電子電器的制造離不開(kāi)金屬，因?yàn)橛辛诉@些金屬，電子電器才能夠正常運(yùn)行和工作，但是不可避免的是，這些電子電器里的金屬在各種條件下又很容易被腐蝕。下面介紹一下我們生活中最常見(jiàn)的幾種金屬腐蝕。

1.銅的腐蝕

銅是一種極易被腐蝕的材料，受大氣環(huán)境污染影響尤為嚴(yán)重，由此可見(jiàn)，銅在任何環(huán)境中都有被腐蝕的可能。銅的腐蝕和許多因素有關(guān)，如環(huán)境污染、空氣濕度以及溫度的變化等。通常情況下，腐蝕產(chǎn)物主要為氧化銅，而硫化銅、其他含硫物質(zhì)和氯化銅的含量相對(duì)較低。當(dāng)空氣中的二氧化硫含量過(guò)多時(shí)，將會(huì)和銅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成硫酸銅水合物。如果空氣中同時(shí)存在氧化硫、氧化氮，將會(huì)產(chǎn)生更強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，加快銅的腐蝕。

當(dāng)銅的面層被其他涂層遮蓋時(shí)，銅會(huì)在有空隙的地方暴露在大氣中，形成微孔腐蝕，腐蝕產(chǎn)物將會(huì)附著在其他涂層上。除此之外，銅作為一種導(dǎo)體，當(dāng)它的絕緣材料吸附水體后，在電的作用下，離子會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，形成電解腐蝕。

2.鎳的腐蝕

鎳在干燥的情況下是不易被腐蝕的，它的表面會(huì)形成一層保護(hù)膜，保護(hù)金屬不被外界腐蝕。在干燥的環(huán)境下，鎳表層的氧化膜達(dá)到1～2層分子層后自動(dòng)停止氧化，而在濕潤(rùn)的環(huán)境下，附在鎳表面的水汽會(huì)使保護(hù)膜增厚。當(dāng)鎳暴露在多相氣體混合物中時(shí)，主要是二氧化硫、二氧化氮、氯氣和臭氧對(duì)鎳的腐蝕起主要作用，硫化氫對(duì)鎳的腐蝕幾乎沒(méi)有影響。

在電子部件中，銅、金之間的過(guò)濾層通常選用鎳，鎳表面形成的氧化保護(hù)膜可以大大減少微孔腐蝕的影響，提升銅的耐久性。

3.錫的腐蝕

錫在電子電器中一般作為涂層和鍍層。錫的腐蝕主要是環(huán)境與錫發(fā)生反應(yīng)。在錫與鎳的夾層有可能會(huì)形成電偶腐蝕，錫如果作為催化劑，不易形成硫酸氫，在兩金屬的相互作用下，錫的主要腐蝕產(chǎn)物為氧化錫和二氧化錫。鍍錫原件的腐蝕主要是波紋腐蝕，通常情況下，可以采用提升機(jī)械的穩(wěn)定性這種方式避免波紋腐蝕，也可在接觸面涂抹潤(rùn)滑劑避免其被腐蝕。

4.金的腐蝕

金是一種穩(wěn)定性極強(qiáng)的金屬接觸材料，在一般情況下不會(huì)發(fā)生腐蝕，如果將金作為薄涂層時(shí)，那么即便是在不易發(fā)生腐蝕的環(huán)境下也可能產(chǎn)生微孔腐蝕。當(dāng)金處于容易發(fā)生腐蝕的環(huán)境下時(shí)，腐蝕主要是從涂層邊緣和微孔腐蝕開(kāi)始的。所以，金作為鍍層時(shí)，不宜在易發(fā)生腐蝕的環(huán)境下使用。大氣環(huán)境的污染對(duì)金的腐蝕有很大影響，金的腐蝕產(chǎn)物是大氣與鎳、銅等相互作用的條件下形成的。因此，金鍍層在一定程度上加速了銅的腐蝕。

5.鋁的腐蝕

在大氣中，鋁在一般情況下發(fā)生腐蝕的概率很低，主要是因?yàn)槠浔韺涌梢孕纬梢粚友趸?，保護(hù)金屬不受外界環(huán)境的腐蝕。但是，氯離子卻可以腐蝕鋁。當(dāng)鋁和金互相接觸時(shí)，還會(huì)發(fā)生鋁的電偶腐蝕。

二、電子電器被腐蝕的原因

1.空氣濕度

空氣濕度是影響腐蝕速率最常見(jiàn)的因素。金屬對(duì)空氣濕度的感應(yīng)是十分敏感的，當(dāng)金屬所處的環(huán)境相對(duì)濕度較低時(shí)，金屬就會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，腐蝕的速率相應(yīng)就會(huì)急劇增加。如空氣的相對(duì)濕度低于40%時(shí)，即便是處于真空環(huán)境下的潔凈的金屬，在大氣中只含有氨氣和水蒸氣的情況下，在極短的時(shí)間內(nèi)也會(huì)在金屬的保護(hù)膜上附著大量水汽，那些附著在金屬表面的水分子則為金屬的腐蝕提供了便利，加快了金屬的腐蝕速度。

2.環(huán)境溫度

電子電器的腐蝕與環(huán)境的溫度存在很大的必然性。大部分電子電器基本上都是放置在空氣之中的，因此電子電器的金屬件會(huì)與空氣中的某些成分產(chǎn)生反應(yīng)，使得這些金屬件被腐蝕。比如，金屬外殼包括內(nèi)部零件的溶解速率、再鈍化速率、金屬對(duì)于水汽的吸附能力和大氣之中存在的腐蝕性氣體的濃度都會(huì)影響其被腐蝕以及被腐蝕的速度。

3.污染物

對(duì)電子電器腐蝕最嚴(yán)重的其實(shí)是外界的污染物。污染物的存在能加速大氣對(duì)電子電器的腐蝕，二氧化硫、氯氣、硫化氫和氧都是促進(jìn)電子電器金屬零件被腐蝕的重要因素。一般情況下，二氧化硫可以使金屬面層電解液的酸堿度發(fā)生改變，進(jìn)而增加腐蝕率。由于二氧化硫極易在水中溶解，從而與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成酸性液體，進(jìn)一步加速了金屬物質(zhì)的氧化，加快了堿性物質(zhì)的溶解。硫化氫是硫化物中影響材料性能的主要代表物，一般的日用電子電器中都包含銅和銀等金屬，硫化物可以在任何適度條件下與銀金屬發(fā)生反應(yīng)，使銅以及其他金屬快速硫化，形成硫化銅，然后和大氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成二氧化硫，使金屬被腐蝕。

三、基本的腐蝕防護(hù)措施

1.合理選材

要防止和減少電子設(shè)備被腐蝕的基本方法就是要科學(xué)地選材，要對(duì)電子電器的基本適用環(huán)境和一切可能發(fā)生腐蝕的因素進(jìn)行科學(xué)的探究，對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比、分析，從實(shí)際環(huán)境出發(fā)，科學(xué)地進(jìn)行試驗(yàn)、論證，選取耐腐蝕性強(qiáng)、性價(jià)比高的的材料，制定合理的防腐措施，防止和減少電子設(shè)備被腐蝕的概率。

2.防護(hù)基本方法

（1）金屬鍍層

①擴(kuò)散滲鍍。日常生活中，我們一般都會(huì)看到電子電器表面有一層合金化處理過(guò)的保護(hù)膜，這種保護(hù)膜主要是對(duì)電氣的表層金屬進(jìn)行保護(hù)或散熱處理，使金屬表面形成一種抗腐蝕的保護(hù)層。滲鍍就是把待鍍件埋置在耐腐蝕材料與滲鍍金屬元素和活化劑組成的環(huán)境下，在一定的惰性氣體下，保持一定的溫度、濕度以及時(shí)間，其便可形成穩(wěn)定的合金保護(hù)層，對(duì)電子電器進(jìn)行保護(hù)。一般情況下，我們主要采用的材料有鋅、鋁、鉻、硅等，具體選用哪種材料，要對(duì)電子電器金屬進(jìn)行分析，從而做出正確的選擇。

②噴鍍。我們見(jiàn)過(guò)很多的日用電子電器表面都會(huì)有一層用噴槍噴射到金屬制品表面的熔融金屬，這層熔融金屬就是防止電子電器被腐蝕的防護(hù)措施。一般這樣的方式基本上都是采用一些高熔點(diǎn)的金屬或難熔材料作為保護(hù)層噴鍍。但是，基本的噴鍍又有很大的缺憾，就是對(duì)金屬層的覆蓋與基體金屬之間存在交叉的結(jié)合性，極易導(dǎo)致保護(hù)層松動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生脫落現(xiàn)象。目前經(jīng)常采用的噴鍍方式主要是火焰噴鍍、等離子噴鍍兩種。

③電鍍。電鍍主要通過(guò)直流電將金屬在電鍍液中析出，析出的晶體作為電器金屬表面的結(jié)晶，從而形成一定的保護(hù)電鍍層。在生活中，電鍍技術(shù)大部分應(yīng)用于耐蝕、耐磨以及作為裝飾的電子電器。近年來(lái)，電鍍技術(shù)也在飛速發(fā)展，主要有離子注入技術(shù)、激光非晶態(tài)表面處理等。

（2）非金屬涂層

還有一種材料可作為防腐蝕的材料保護(hù)層，那就是非金屬涂層，包括有機(jī)涂料、塑料、橡膠、搪瓷、玻璃。

在非金屬涂層中，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜也是常見(jiàn)的一種，其主要是通過(guò)特定的溶液將部件進(jìn)行點(diǎn)解或者浸泡處理，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的反應(yīng)，使部件的金屬面層形成一層保護(hù)膜，保護(hù)金屬不被腐蝕。

3.介質(zhì)處理

電子電器被腐蝕一般情況下都是通過(guò)一定的介質(zhì)完成的，減少或者消除有害的介質(zhì)，改變其主導(dǎo)作用的介質(zhì)的性質(zhì)，可以有效地減少腐蝕，也是提高金屬制品和設(shè)備耐久性的重要途徑之一。

（1）使用緩腐蝕劑減緩腐蝕速度

對(duì)于日常使用的電子電器進(jìn)行合理的維護(hù)保修，在腐蝕介質(zhì)中加入適量的降低腐蝕速度的物質(zhì)，是減緩電子電器金屬成分被腐蝕的重要措施，這種方法既經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)易。在生活中，我們常見(jiàn)的緩蝕劑主要有有機(jī)和無(wú)機(jī)兩類。無(wú)機(jī)緩蝕劑主要有硅酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、聚磷酸鹽等；有機(jī)緩蝕劑主要有磷酸鹽、磺化木質(zhì)素等。緩蝕劑的緩蝕效果與它的使用濃度以及介質(zhì)的酸堿度、溫度、濕度、流速等密切相關(guān)，因此應(yīng)根據(jù)被保護(hù)的對(duì)象、環(huán)境條件嚴(yán)格選擇緩蝕劑。

（2）電化學(xué)保護(hù)

依據(jù)電化學(xué)腐蝕原理，依靠外部電流的流入改變金屬的電位，從而降低金屬腐蝕速度的一種材料保護(hù)技術(shù)稱之為電化學(xué)保護(hù)。在被保護(hù)的金屬設(shè)備上連接一種電極電位比它更負(fù)的金屬或合金，達(dá)到防止或減少腐蝕的效果。

四、結(jié)語(yǔ)

電子電器腐蝕不僅會(huì)影響設(shè)備的使用，還會(huì)產(chǎn)生安全問(wèn)題，嚴(yán)重的有可能還會(huì)造成事故，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失，造成資源的浪費(fèi)與環(huán)境污染，產(chǎn)生不良的社會(huì)影響。因此，通過(guò)科學(xué)的方法做好電子電器的防腐工作非常重要。

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