標(biāo)題:道路車輛電氣電子設(shè)備流動(dòng)混合氣體腐蝕試驗(yàn):模擬化學(xué)環(huán)境侵蝕的加速評(píng)估
引言
現(xiàn)代汽車,尤其是電動(dòng)汽車和智能化車輛,裝備了大量精密的電氣電子設(shè)備。這些設(shè)備不僅需要承受溫度、振動(dòng)等物理應(yīng)力,還面臨著環(huán)境中化學(xué)腐蝕性氣體的威脅。即使?jié)舛葮O低,諸如二氧化硫、氮氧化物、硫化氫等氣體在長(zhǎng)時(shí)間作用下也會(huì)導(dǎo)致觸點(diǎn)氧化、引線腐蝕、焊接點(diǎn)失效等嚴(yán)重問題。流動(dòng)混合氣體腐蝕試驗(yàn) 是一種在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬并加速這種化學(xué)氣體腐蝕過程的關(guān)鍵測(cè)試方法,用于評(píng)估設(shè)備的耐腐蝕性能。
一、試驗(yàn)概述與目的
流動(dòng)混合氣體腐蝕試驗(yàn),通過將被測(cè)設(shè)備置于受控的、含有多種低濃度腐蝕性氣體的密閉環(huán)境中,并保持氣體流動(dòng)和恒定的溫濕度條件,來模擬真實(shí)大氣環(huán)境中的化學(xué)腐蝕效應(yīng)。
?
加速腐蝕: 在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)(幾天或幾周),重現(xiàn)自然環(huán)境中需數(shù)年才能產(chǎn)生的腐蝕效果,快速評(píng)估設(shè)備的耐腐蝕壽命。?
評(píng)估腐蝕影響: 考核腐蝕性氣體對(duì)設(shè)備電氣性能(如接觸電阻、絕緣電阻)和機(jī)械性能(如材料強(qiáng)度、外觀)的影響。?
比較材料與工藝: 對(duì)比不同鍍層、封裝材料及防護(hù)工藝的抗腐蝕能力。?
保障長(zhǎng)期可靠性: 針對(duì)在工業(yè)區(qū)、沿海地區(qū)等腐蝕性環(huán)境使用的車輛,確保其電子設(shè)備的功能可靠性。
二、試驗(yàn)原理
該試驗(yàn)的核心原理是創(chuàng)造一個(gè)穩(wěn)定、可控的強(qiáng)化腐蝕環(huán)境。將樣品暴露在含有特定比例和濃度的腐蝕性氣體(如SO?, NO?, H?S, Cl?等)混合氣流中,在恒定的溫度和相對(duì)濕度下保持一定時(shí)間。氣體的流動(dòng)確保了濃度均勻,并帶走腐蝕產(chǎn)物,使新鮮腐蝕劑持續(xù)與樣品表面接觸,從而加速腐蝕過程。
三、試驗(yàn)設(shè)備與關(guān)鍵參數(shù)
1. 試驗(yàn)設(shè)備
核心設(shè)備為流動(dòng)混合氣體腐蝕試驗(yàn)箱,其必須滿足:
?
?
氣體供應(yīng)系統(tǒng): 能精確配比和輸送多種高純腐蝕性氣體。?
溫濕度控制系統(tǒng): 精確控制箱內(nèi)溫度和相對(duì)濕度。?
氣體濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng): 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制箱內(nèi)各腐蝕性氣體的濃度。?
排氣處理系統(tǒng): 對(duì)排出廢氣進(jìn)行無害化處理,符合環(huán)保要求。
2. 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
常見的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)包括 IEC 60068-2-60 和 ISO 16750-4(道路車輛電氣電子設(shè)備環(huán)境條件第4部分:氣候負(fù)荷,其中包含腐蝕性氣體測(cè)試)。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)通常等同或修改采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
四、核心試驗(yàn)條件
試驗(yàn)的嚴(yán)酷程度和針對(duì)性由混合氣體的種類、濃度、溫濕度及暴露時(shí)間共同決定。常見的試驗(yàn)條件如下表所示:表:流動(dòng)混合氣體腐蝕試驗(yàn)核心參數(shù)(示例)
| | |
|---|
| 定義腐蝕環(huán)境的化學(xué)成分。不同氣體組合模擬不同環(huán)境。 | 示例1(模擬工業(yè)/城市大氣): 二氧化硫, 氮氧化物, 硫化氫等,濃度通常在ppb級(jí)至ppm級(jí)(如SO?: 0.5 ppm, NO?: 0.2 ppm)。 |
| 影響化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)鍵因素。 | 通常為 25°C 或 30°C。溫度升高會(huì)加速腐蝕,但為避免引入熱老化效應(yīng),通常選擇接近常溫。 |
| 在腐蝕過程中起電解液作用,是電化學(xué)腐蝕發(fā)生的必要條件。 | 通常設(shè)定在 70% RH 到 75% RH。濕度過高或過低都可能無法準(zhǔn)確模擬實(shí)際腐蝕機(jī)理。 |
| 保證箱內(nèi)氣體濃度均勻,并持續(xù)提供新鮮反應(yīng)物。 | 保持穩(wěn)定流速,確保箱內(nèi)氣體每小時(shí)更新數(shù)次。 |
| | 根據(jù)所需的腐蝕程度而定,可以是 48小時(shí), 96小時(shí), 10天, 21天 等。時(shí)間越長(zhǎng),腐蝕越嚴(yán)重。 |
五、試驗(yàn)程序與性能評(píng)價(jià)
1.
樣品準(zhǔn)備: 樣品應(yīng)為最終產(chǎn)品或帶有代表性鍍層/材料的試片。2.
初始檢測(cè): 對(duì)樣品進(jìn)行外觀檢查、電氣性能測(cè)試和拍照。3.
進(jìn)行試驗(yàn): 將樣品放入試驗(yàn)箱,設(shè)定并穩(wěn)定上述參數(shù),開始試驗(yàn)。4.
恢復(fù): 試驗(yàn)結(jié)束后,在規(guī)定環(huán)境條件下恢復(fù)一段時(shí)間,以穩(wěn)定電氣性能。5.
?
外觀檢查: 在顯微鏡下觀察腐蝕產(chǎn)物的形態(tài)、顏色、分布。?
電氣性能測(cè)試: 測(cè)量接觸電阻變化、絕緣電阻等。?
機(jī)械性能檢查: 檢查引線強(qiáng)度、焊接點(diǎn)牢固度等。
六、應(yīng)用與重要性
?
汽車電子: 連接器、傳感器、控制單元等對(duì)腐蝕敏感的部件。?
?
?
結(jié)語
流動(dòng)混合氣體腐蝕試驗(yàn)是評(píng)估電氣電子設(shè)備長(zhǎng)期環(huán)境適應(yīng)性的關(guān)鍵加速測(cè)試方法。它通過精確控制腐蝕環(huán)境,能夠在短時(shí)間內(nèi)揭示產(chǎn)品在惡劣化學(xué)大氣下的潛在缺陷,為提升汽車電子設(shè)備的可靠性、安全性和使用壽命提供了至關(guān)重要的數(shù)據(jù)支持,是確保車輛在全生命周期內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行的重要質(zhì)量保障環(huán)節(jié)。