大氣環境包含了溫度,濕度,氧氣,氣體污染物及其他腐蝕成分與因素。這些氣體在特定條件下會與吸附于金屬表面的水分子反應生成化合物,對于電子產品元器件,整機或者材料尤其是接觸件以及連接件等,其腐蝕作用顯著,對產品電性能及使用可靠性造成嚴重影響。
氣體腐蝕試驗是環境氣候可靠性試驗中的一種,用于確定產品在大氣環境下工作、儲存的適應性,特別是接觸件與連接件。氣體腐蝕試驗可以模擬大氣中存在的二氧化氮、二氧化硫、硫化氫、氯氣等各種腐蝕性氣體,可進行單一或多種混合氣體腐蝕實驗,用于確定電工電子產品元件、設備與材料等抗腐蝕能力。
AEC-Q102
腐蝕氣體的來源
所有氣體都有其自然界的來源,但在不同工作環境中占主導地位的氣體污染物不同。
腐蝕氣體的腐蝕機理
1、二氧化硫的腐蝕機理:
1)SO2是一種比較強的還原劑,對一般的非金屬表面涂覆層與非金屬材料都有很強的腐蝕能力。
2)SO2易溶于水,它水溶性好、吸附性強、易產生亞硫酸、空氣氧化后可產生硫酸等特點,對于金屬涂覆層也同樣產生強烈的化學腐蝕。
SO2 + H2O → H2SO3
H2SO3 → H+ + HSO3-
HSO3- + 【O】 → HSO4-
2、二氧化氮的腐蝕機理:
1)NO2氧化性強,對普通橡膠腐蝕性大,特別適用于天然膠,順丁膠,丁苯膠和二烯類橡膠。
2)NO2易溶于水,生成硝酸,有較強的腐蝕性。
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3
3、硫化氫的腐蝕機理:
1)H2S對許多金屬材料都有強烈的腐蝕作用,尤其是銀和銅。
2)H2S易溶于水,水溶液具有弱酸性。
H2S ? H+ + HS-
HS- ? H+ + S2-
4、氯氣的腐蝕機理:
1)Cl2部分起氧化劑作用,部分起氯化物作用,由氯氣還原產生的氯化物可滲透金屬表面氧化物保護層。
2)由于雙重作用,氯氣與硫化氫混合時,氯有很強的協同作用,加速腐蝕。
3)Cl2與水反應生成鹽酸和次氯酸。
Cl2 + H2O = HCl + HClO
H2S + Cl2 = 2HCl + S
氣體腐蝕的常用標準
1990年初,EIA、IEC、ISO等專業組織開始制定氣體腐蝕試驗的相關標準和規范。
當前日常采用的氣體腐蝕測試標準多按產品類別分類。
氣體腐蝕的主要參數
一切氣體均具有自然界的起源,只是不同工作環境下占優勢的氣體污染物有所不同而已。