通過深思熟慮的防水接插件規劃、原材選擇、制作和科學處理,可以明顯減輕鍍鋅腐蝕,從而堅持高質量的接觸表面完好性,并盡量減少防水接插件顯露在倒霉條件下。
金屬接觸表面在高濕度和微量化學物質環境中,在接觸表面構成吸附電解質時,就會產生電偶腐蝕。防水接插件接觸表面上的腐蝕是一個化學進程,通過氧化或化學反應逐漸惡化金屬表面。從平板電腦、筆記本電腦和智能恒溫器等消費級物聯網設備到工業物聯網(IloT)網絡技術。腐蝕是形成數據室和電信設備中大大都低壓、低電流、信號電路缺點的主要原因。
可是,腐蝕的產生也取決于防水接插件金屬表面的完好性和化學活性水平。接觸表面有必要在很長一段時間內堅持穩定,關于大大都防水接插件來說是必要的。一般運用電鍍或包層工藝涂覆金或其他導電、耐腐蝕的貴金屬來前進功能。
電偶腐蝕
電偶腐蝕是—種電解進程,類似于電池中的原理。要產生電偶腐蝕,有必要存在電解質、陽極、陰極和電流途徑。腐蝕程度取決于五個條件:環境,溫度,濕度,金屬產品的類型,腐蝕產品的類型等。
兩種環境條件:相對濕度超越60%和環境氣體的存在(如氯、氧化亞氮和二氧化硫等),是產生電解質的主要催化劑。高濕度環境條件下,含有溶解氣體的水蒸氣凝結在防水接插件表面,構成一種溫和的導電酸。局部陽極和陰極是由接觸表面涂層中的缺口或孔隙構成??椎罪@露的母材成為陽極,貴金屬涂層構成陰極。最終,由于涂層、界面、母材和電解質都是導電的,所以電流途徑是完好的。
腐蝕速率是腐蝕產物的功能之一。銅腐蝕產物十分多孔,容許接連的蒸汽穿透,并與水反應構成額定的化合物,加快接連腐蝕。鎳腐蝕的產品不受水分的影響,并牢固地附著在金屬表面,構成水分屏障。因此,鎳的電流侵犯往往受到很大約束。
最終,假如一切四個必要條件都存在,不管表面涂層如何,都會產生腐蝕。為了抵抗腐蝕,有必要消除四個條件中的至少一個。由于防水接插件制作商可以控制接觸表面及其涂層的質量,因此可以下降陽極和陰極構成的或許性。
接觸表面涂層完整性
接觸表面涂層中最常見的缺點來歷是孔隙率,或顯露基體涂層中的不接連性。在涂層的制作進程中,或在防水接插件的制作、處理和檢驗進程中,都會產生開裂。
電鍍金屬和包層金屬都有過多的孔隙率。關于電鍍金屬,這種情況或許是由于外來顆?;虿涣嫉幕灞砻骘椕?、受污染的電鍍溶液、由于表面粗糙度而產生的不均勻電鍍、導致涂層在高壓區域自毀內應力、以及在成形操作進程中、或在粗糙處理后使表面容易開裂。
另一方面,粘土金屬更具可塑性,在構成進程中往往堅持其完整性。包覆接觸表面的孔隙率更有或許是由于襯底表面的外來顆?;蜻^度的表面粗糙度形成。可是,包覆涂層會受到由互相分散引起的虛假孔隙率的影響。
在熔覆進程的退火部分,來自襯底資料的原子通過襯底和涂層資料的晶粒結構搬遷。這種分散使富含賤金屬的合金在防水接插件資料表面的晶界結處留下區域。孔隙度檢驗顯現這些區域為孔隙,一般直徑小于0.003",但這不是實在的孔隙度,應該疏忽。
關于鍍膜資料,沿晶界搬遷是腐蝕的另一個來源。大約10%的系統資料是電鍍硬金,這些資料有拓寬晶界的傾向,使腐蝕性元素更容易到達基體。
表面粗糙度提高了包層和電鍍金屬資料的孔隙率,但電鍍表面往往更軟弱。更簡略在粗糙表面的峰谷上堆積,這或許導致正??山邮艿木鶆蚝穸确植疾涣?。在電鍍表面留下缺口,當使用標準的X射線熒光程序測量電鍍涂層厚度時,這些缺口很難被發現。
表面粗糙度是粘合劑和磨料磨損的重要因素。首要,磨損在高表面點開端。第二,鍍金在粗糙表面的不均勻分布使它們更簡略遭到過度磨損。例如,用于轎車安全裝置的鍍金防水接插件在短短五次磨損循環后表現出不可接受的孔隙率,盡管它通過了X射線熒光檢驗未能檢測到涂層分布不良。
盡管防水接插件的正常生命周期只要幾個磨損周期,但慣例安裝和確診需求估量10個周期,標準要求50個周期,確??山邮艿陌踩6?。
表面涂層檢驗和點評
防水接插件制作商運用兩個標準檢驗來監測其金屬涂層進程:不受控制的直接侵犯檢驗,依據ASTMB-735檢驗硝酸和蒸汽,以及依據ASTMB-741進行電圖控制腐蝕檢驗。這些檢驗也為猜測運用壽數供給了一種間接方法。
現場顯露可以用Battelle混合流動氣體環境模仿。48小時的加快檢驗模仿了一年的野外顯露。Battelle檢驗創建了四類環境,它們表示一系列潛在的電流侵犯狀況。檢驗類II和I在設計用于模仿大大都信號級防水接插件的環境中產生純腐蝕。第三類檢驗運用高濃度的腐蝕性氣體,并能產生搬遷性腐蝕,在接觸表面區域上產生腐蝕薄膜并逐漸分散。這種現象稱為蠕變,可以起源于孔隙或顯露的邊沿,在那里金屬現已被沖壓。
美國檢驗和資料學會(ASTM)的一個委員會現在正在與一些特定的制作商協作,為II類和類環境擬定標準,這些制作商收集了很多關于Battelle環境中一些涂層金屬系統耐蝕性的數據。