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1、2004,年,12,月,18,日,電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝,電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝,2004,年,12,月,18,日,電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝2004年12月18日,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì),2.1,概述,一、腐蝕效應(yīng),1,、腐蝕的概念,材料受環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)作用而發(fā)生性能下降、狀態(tài)改變、甚至損壞變質(zhì)的現(xiàn)象。,2,、腐蝕的分類,根據(jù)被腐蝕材料的種類，可分為金屬腐蝕和非金屬腐蝕兩大類。,金屬腐蝕：金屬與周圍環(huán)境介質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引起的破壞或變質(zhì)現(xiàn)象。,按照腐蝕的機(jī)理分類，可分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕和物理腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕主要為金屬在無(wú)水的液體和氣體以及在

2、干燥的氣體中的腐蝕。物理腐蝕是指金屬由于單純的物理溶解作用而引起的破壞，金屬與熔融液態(tài)金屬接觸引起的金屬溶解或開(kāi)裂就屬于物理腐蝕。,2004,年,12,月,18,日,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì)2.1概述2004年12月1,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì),電化學(xué)腐蝕是金屬與電解液發(fā)生作用所產(chǎn)生的腐蝕。其特征是腐蝕過(guò)程中有電流產(chǎn)生，在金屬表面上有隔離的陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)，被腐蝕的是陽(yáng)極區(qū)。電化學(xué)腐蝕的現(xiàn)象與原電池作用相似。,非金屬材料在化學(xué)介質(zhì)或化學(xué)介質(zhì)與其他因素（如應(yīng)力、光、熱等）共同作用下，因變質(zhì)而喪失使用性能稱為非金屬材料腐蝕。電子設(shè)備使用的非金屬材料，以有機(jī)高分子材料為最廣泛，如塑料、涂料、薄

3、膜、絕緣材料等。高分子材料腐蝕的主要形式有老化、化學(xué)裂解、溶脹和溶解、應(yīng)力開(kāi)裂等。,由于生物活動(dòng)而引起材料變質(zhì)破壞的現(xiàn)象通常稱為生物腐蝕，其中由于霉菌和其他微生物引起的腐蝕也稱為霉腐或霉變。,2004,年,12,月,18,日,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì) 電化學(xué)腐蝕是金屬,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì),二、腐蝕性環(huán)境因素,凡是能夠作為腐蝕介質(zhì)引起材料腐蝕的環(huán)境因素，都可稱之為腐蝕性環(huán)境因素，主要有以下幾種：,水分。,氧和臭氧。,溫度。,腐蝕性氣體。,鹽霧。,沙和灰塵。,太陽(yáng)輻射。,微生物等動(dòng)物。,2004,年,12,月,18,日,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì)二、腐蝕性環(huán)境因素2004年,第二章

4、 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì),三、防腐蝕設(shè)計(jì)的基本要求,1,、在防腐蝕設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮的主要因素有：,電子設(shè)備可能遭遇的環(huán)境條件及主要的腐蝕性環(huán)境因素；,對(duì)腐蝕損壞最敏感的部位（包括元器件、零部件和材料）；,要求保護(hù)的程度（臨時(shí)性防護(hù)、可更換零件防護(hù)、高穩(wěn)定性永久性防護(hù)等）以及允許采用的防護(hù)手段。,2,、防止電子設(shè)備腐蝕損壞的基本方法有以下幾種：,采用高耐蝕性材料；,消除或削弱環(huán)境中的腐蝕性因素；,對(duì)不耐蝕材料進(jìn)行耐蝕性表面處理；,防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；,電化學(xué)保護(hù)；,2004,年,12,月,18,日,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì)三、防腐蝕設(shè)計(jì)的基本要求 2,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì),2,2,潮濕及生

5、物危害的防護(hù),一、潮濕的防護(hù),1,、潮濕的危害,對(duì)設(shè)備機(jī)械性能的危害,對(duì)設(shè)備電氣性能的影響,2,、吸濕機(jī)理,吸附,物體表面分子對(duì)水分子具有吸引力，水分子就會(huì)吸附到物體 表面上，形成一層水膜。,凝露,當(dāng)物體表面溫度低于周圍空氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，空氣中的水蒸汽便會(huì)在物體表面上凝結(jié)成水珠，形成一層很厚的水膜。,擴(kuò)散,由于物體本身和周圍環(huán)境的水汽壓力差較大，水分子在壓力差的作用下，向物體內(nèi)部擴(kuò)散，使水分子進(jìn)入物體內(nèi)部。,2004,年,12,月,18,日,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì)22 潮濕及生物危害的防,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì),吸收,有些材料本身具有縫隙和毛細(xì)孔，材料表面的水分子由于毛細(xì)作用，進(jìn)入

6、材料內(nèi)部。,3,、防潮濕措施,防潮濕措施首先是合理地選用材料，在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，性能要求和經(jīng)濟(jì)性的情況下，應(yīng)采用耐腐蝕、耐濕、化學(xué)性能穩(wěn)定的材料，同時(shí)采取表面憎水處理、浸漬、灌封、密封等方法。,在正常氣候條件下為了提高某些非金屬材料、纖維材料和線圈類元器件的防潮能力、耐熱能力、抗電強(qiáng)度以及機(jī)械強(qiáng)度等，可采用憎水處理、蘸漬、浸漬處理和灌封處理。對(duì)于金屬材料的防潮，則多采用表面覆蓋。,憎水處理和蘸漬處理多用來(lái)作為其他防潮處理后的輔助處理，以進(jìn)一步加強(qiáng)其防潮性能。,浸漬和灌封處理應(yīng)根據(jù)使用條件和要求選擇適當(dāng)?shù)慕n、灌封材料。,密封措施主要用于惡劣的氣候條件。,2004,年,12,月,18,日,第二章

7、電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì)吸收 有些材料本身具有,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì),二、生物危害的防護(hù),1,、霉菌的滋生條件,微生物（菌體）的存在,合適的環(huán)境條件：溫度（,20-30,）、濕度（,65,）、,PH,值,霉菌生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：非金屬材料,2,、防霉措施,控制環(huán)境條件,選用抗霉材料,進(jìn)行防霉處理,3,、其它生物的危害及防護(hù),其它生物：昆蟲(chóng)、小動(dòng)物等,危害：咬壞器件及導(dǎo)線、其排泄物,防護(hù)：對(duì)散熱孔、進(jìn)出線孔等作處理,2004,年,12,月,18,日,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì)二、生物危害的防護(hù)2004年,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì),2,3,金屬腐蝕機(jī)理,一、定義（見(jiàn),2.1,）,二、金

8、屬腐蝕的分類,按照腐蝕作用發(fā)生的機(jī)理，金屬腐蝕可以分為化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕兩類。,電化學(xué)腐蝕是金屬與電解液發(fā)生作用所產(chǎn)生的腐蝕。其特征是腐蝕過(guò)程中有電流產(chǎn)生，在金屬表面上有隔離的陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)，被腐蝕的是陽(yáng)極區(qū)。電化學(xué)腐蝕的現(xiàn)象與原電池作用相似。,腐蝕電池分為宏觀腐蝕電池和微觀腐蝕電池兩大類。,（,1,）、宏觀腐蝕電池。通常是指由肉眼可見(jiàn)的電極所構(gòu)成的腐蝕電池，電池的陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)往往保持長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定，因而導(dǎo)致明顯的局部腐蝕。宏觀腐蝕電池有以下幾種。,2004,年,12,月,18,日,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì)23 金屬腐蝕機(jī)理200,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì),異種金屬接觸電池,即不同金

9、屬在同一電解液中相接觸構(gòu)成的腐蝕電池。,濃差電池,即同一種金屬浸入不同濃度的電解液中形成的腐蝕電池。,溫差腐蝕電池,金屬浸入電解質(zhì)溶液中各部分由于溫度不同而具有不同的電位，因而稀處腐蝕電池。,（,2,）、微觀腐蝕電池。由于金屬表面存在電化學(xué)不均勻性，使金屬表面出現(xiàn)許多微小的電極，從而構(gòu)成各種各樣的微小的腐蝕電池，簡(jiǎn)稱微電池。,金屬表面化學(xué)成分的不均勻性引起的微電池,。金屬表面的雜質(zhì)以微電極的形式與基體金屬構(gòu)成的許多短路的微電池。,金屬組織不均勻性構(gòu)成的微電池,。金屬晶界的電位通常比晶粒內(nèi)部的電位低，成為微電池的陽(yáng)極，腐蝕首先從晶界開(kāi)始。,金屬物理狀態(tài)不均勻性引起的微電池。,金屬各部分變形不均勻

10、，或應(yīng)力不均勻，都可引起局部微電池。,金屬表面膜不完整引起的微電池。,2004,年,12,月,18,日,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì)異種金屬接觸電池 即不同,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì),三、金屬腐蝕的破壞形式,全面腐蝕,分布整個(gè)表面上，可以均勻或不均勻,局部腐蝕,集中在某一定區(qū)域，斑狀腐蝕、陷坑腐蝕、點(diǎn)腐蝕等。,局部腐蝕比全面腐蝕的危害更大，,具有較大的隱蔽性,。,四、金屬腐蝕的危害,1,、機(jī)械性能,力學(xué)性能變壞，甚至失效,使傳動(dòng)系統(tǒng)的精度降低，配合性質(zhì)發(fā)生改變,2,、電氣性能,導(dǎo)電性能降低，接觸不良,電磁元器件的參數(shù)發(fā)生變化,2004,年,12,月,18,日,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì)三

11、、金屬腐蝕的破壞形式200,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì),2,4,金屬的防腐蝕設(shè)計(jì),一、選擇耐蝕材料,1,選材應(yīng)遵循的原則,由于材料的使用還涉及到設(shè)備性能或零部件的功能所要求的物理、化學(xué)、機(jī)械、電氣特性，以及其加工性能和經(jīng)濟(jì)性等，因此必須綜合考慮。僅從防腐蝕角度出發(fā)，選材應(yīng)遵循下列原則：,環(huán)境因素和腐蝕介質(zhì)是選材必須明確的條件。,根據(jù)對(duì)保護(hù)程度的要求選材。,選材時(shí)應(yīng)考慮與之相應(yīng)的防腐措施。,應(yīng)注意材料的兼容性。,應(yīng)考慮材料的加工性能、焊接性能，注意其加工后是否會(huì)降低抗腐蝕性能。,在某些場(chǎng)合可考慮用非金屬代替金屬材料，如塑料、橡膠、陶瓷、玻璃等，只要使用得當(dāng)，都可成為設(shè)備的防腐材料。,2004,

12、年,12,月,18,日,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì)24 金屬的防腐蝕設(shè)計(jì)2,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì),2,大氣環(huán)境中的選材,鑄鐵、普通碳鋼、低合金鋼可以用金屬鍍層或油漆涂覆層加以保護(hù)。,鋁及鋁合金采用電化學(xué)氧化處理或化學(xué)氧化處理。鑄造鋁合金采用油漆涂層保護(hù)。,銅及銅合金在大氣中容易變色。當(dāng)變色會(huì)影響其導(dǎo)電性能或外觀要求時(shí)，可以根據(jù)不同的使用條件和使用要求，采用光亮酸洗、鈍化處理、金屬鍍層或油漆層加以保護(hù)。,鋅合金制造的零件，可以采用磷化、鈍化、金屬鍍層或油漆層防護(hù)。,鎂合金制造的零件，可以采用陽(yáng)極氧化或化學(xué)處理并涂覆油漆層保護(hù)。,3,海水腐蝕環(huán)境中的選材,對(duì)大型海洋工程結(jié)構(gòu)，通常采用價(jià)格

13、低廉、制造方便的低碳鋼和普通低合金鋼，并輔之以涂料和陰極保護(hù)措施。對(duì)強(qiáng)度要求高的可采用低合金高強(qiáng)度鋼。,環(huán)境腐蝕條件比較苛刻，普通鋼鐵材料難以滿足防腐蝕要求，材料用量又不很大時(shí)，應(yīng)采用高耐蝕材料，如耐海水不銹鋼、銅合金、鎳基合金和鈦合金。,2004,年,12,月,18,日,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì)2大氣環(huán)境中的選材2004,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì),二、防腐蝕覆蓋層,金屬材料的表面防腐蝕覆蓋層主要有金屬鍍層、金屬表面化學(xué)處理和有機(jī)覆蓋層等三種。,1,、金屬鍍層,（,1,）金屬鍍層的分類,主要用來(lái)防止金屬制品腐蝕的防護(hù)性鍍層。,不但能防止腐蝕，而且能賦予金屬制品某種經(jīng)久不變的光澤外觀的防

14、護(hù),裝飾性鍍層。,導(dǎo)電性鍍層。如鍍銀，用來(lái)提高零件表面的導(dǎo)電性能。,其他鍍層。如磁性鍍層，耐磨和減摩鍍層等。,根據(jù)鍍層與基體金屬之間的電化學(xué)關(guān)系，又可分為下列兩種：,如果鍍層金屬的電位比基體金屬的電位低，當(dāng)鍍層有缺陷（針孔、劃傷等）而與基體金屬形成微電池時(shí)，鍍層將作為陽(yáng)極，對(duì)基體金屬（陰極）起電化學(xué)保護(hù)作用，這類鍍層叫做陽(yáng)極鍍層。,2004,年,12,月,18,日,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì)二、防腐蝕覆蓋層2004年1,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì),如果鍍層金屬的電位比基體金屬電位高，則叫做陰極鍍層。顯然，陰極鍍層當(dāng)它完整無(wú)缺時(shí)，對(duì)基體金屬也有機(jī)械保護(hù)作用，但鍍層破損后，則會(huì)加速基體金屬的腐

15、蝕。,獲得金屬鍍層的方法有：電鍍、化學(xué)鍍、熱噴鍍、熱浸鍍、熱滲鍍、真空鍍等。,（,2,）常用金屬鍍層,為達(dá)到保護(hù)基體的目的，金屬鍍層應(yīng)滿足的要求是：鍍層金屬在環(huán)境介質(zhì)中耐蝕性良好；與基體金屬結(jié)合牢固；有良好的機(jī)械物理性能；鍍層完整，空隙?。挥幸欢ê穸群途鶆蛐?。,鋼鐵材料常用的鍍層有：鍍鋅、鍍鎘、鍍鉻、鍍鎳、鍍錫鉛合金、鍍銅等。,常用金屬鍍層的特性、用途和選用可查相關(guān)手冊(cè)。,2004,年,12,月,18,日,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì)如果鍍層金屬的電位比基體金屬,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì),2,金屬表面化學(xué)處理,金屬表面化學(xué)處理是利用化學(xué)或電化學(xué)的方法使金屬表面生成某種化合物而形成覆蓋層（化

16、學(xué)轉(zhuǎn)化膜），以達(dá)到防腐蝕的目的。,發(fā)蘭（發(fā)黑）,在鋼鐵零件上用化學(xué)方法形成一層氧化膜的過(guò)程稱為發(fā)蘭。氧化膜主要由磁性氧化鐵（,Fe3O4,）組成，呈黑色和深蘭黑色故又稱為發(fā)黑，其光澤美觀，有較大的彈性和潤(rùn)滑性，但厚度較薄，抗蝕能力差。,磷化處理,將鋼鐵零件放入磷酸鹽溶液中進(jìn)行浸泡，使零件表面形成一層磷酸鹽膜的過(guò)程稱為磷化處理。,鈍化處理,將金屬零件放入以鉻酸或重鉻酸鹽為主要成份的鈍化溶液中進(jìn)行處理，使零件表面形成一層穩(wěn)定性較高的鉻酸鹽膜（稱鈍化膜）的過(guò)程稱為鈍化處理。,氧化處理,氧化處理多用于鋁及鋁合金，銅及銅合金。氧化處理有化學(xué)氧化和電化學(xué)氧化兩種。,2004,年,12,月,18,日,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì)2金屬表面化學(xué)處理2004,第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì),3,有機(jī)覆蓋層,有機(jī)覆蓋層也稱有機(jī)涂層，是由有機(jī)成膜物質(zhì)構(gòu)成的覆蓋層，包括涂料、塑料、橡膠和瀝青涂層等。,涂料涂覆,涂料（過(guò)去稱油漆）涂覆是一種對(duì)金屬和非金屬制品進(jìn)行防腐蝕和裝飾的最簡(jiǎn)單的方法。在電子設(shè)備中應(yīng)用最廣泛。由于涂料涂覆層的耐磨性較差且較厚，所以，涂料涂覆主要用于機(jī)械作用不大、沒(méi)有摩擦、公差要求不高、不焊接的