电接触中腐蚀常见的九种类型及其机理
2025-03-06 14:03:24 作者:电子连接器手册 来源:电子连接器手册 分享至:

 

 腐蚀是金属和周围环境发生的化学或电化学反应,它引起金属一些可察觉的改变,使金属材料的性能和功能恶化。它从暴露的金属表面开始,逐渐改娈受腐蚀材料的几何形状,而不涉区其化学组成和微观结构。恶化从腐蚀层的生成开始,一直持续到只要有一种反应物能够通过腐蚀层扩散并维持反应的进行。腐蚀层的组成和特性对腐蚀的速率有很大作用。

      
大气腐蚀
      金属材料与大气中存在的氧气、二氧化碳、水蒸气、硫和氯化物等接触而逐渐产生的劣化或蚀变,使组成材料不断变薄可以说是一般腐蚀的共同形式。由于腐蚀的电解特性,加速劣化只需要薄薄的一层水膜。尽管大气腐蚀的速率与湿度、温度、碗酸盐和氣化物的浓度以及其他大气污染物质有关,但它并不是随着时间稳定不变的,而往往是随着暴露时间的增长而降低。

局部腐独
       除腐蚀速率快和腐蚀区城非常小以外,局部腐蚀与一般腐蚀类似。由于可见表面裂痕往往很小,通常不能很好显示发生在表层下的损坏程度,因此局部腐蚀引起的损坏一般不易探测和量化。局部腐蚀的特有形式包括裂缝、点蚀和局域生化作用。

裂隙腐蚀
     金属表面局部被侵蚀形成的腐蚀称为裂隙腐蚀。这些被侵蚀的金属表面通常是紧邻其他物质表面,需要保护而不受完全暴露环境影响的区域。金属和金属或非金属和金属元件之间的狹小空隙间隙、裂纹、疤痕或其他的表面缺陷都有可能成为腐蚀的发源地。潮湿气体和污染物质能够渗人机械压接式连接器中未填满接触润滑剂的裂缝和洞穴。在螺栓连接器中,不锈钢螺栓比碳钢螺栓更容易发生裂隙腐蚀,尤其是有氯化物存在的时候。

点蚀
     金属表面的一点或很小区域形成的孔穴处发生的一种局部劣化称为点蚀。孔六的形状一般不规则,有的填满腐蚀物,有的则没有。点蚀通常对镀层很薄的金属有影响,发生在镀层的稀薄处,使该点镀层的力学性能在一定条件下损份,不能自修复。

微孔腐蚀
      发生在薄而多孔的镀层,当含有电离气体的水膜存在时产生原电池,从而导致微孔腐蚀。腐蚀生成物通过镇层上的小孔从活性基层或基底金属穿越到接触表面。这种类型的腐蚀常与氯化物和氧,以及硫酸盐之间的相互作用有关。微孔是暴露镀层下金属、基体或基体和基底的锁层缺路。

迁延腐蚀
      当像银或铜这样的活性基底金属与贵金属或镀层中的贵金属合金紧邻或直接接触时,就会发生迁延腐蚀。基底金属的腐蚀物迁延至贵金属表面。迁延也可能从薄的镀金层的微孔开始。这种腐蚀过程一般与硫化铜和硫化银的腐蚀膜。


电化学腐蚀

      金属或合金与比它惰性大的金属在同一电解液中接触产生的一种加速腐蚀。在双金属组织中,这种形式的腐蚀是最严重的劣化作用之一。无论什么时候,只要不同的金属共存于含有盐离子的浴液中就会发生电化腐他。电化腐蚀的条件:


  • 材料具有不同的表面电势

  • 共同的电解液

  • 共同的电流路径


      电子流动的动力是两种金属之间不同的电势,而流动的方向则取决于哪一种金属更活跃。腐蚀发生时较活泼的金属(情性小的)为阳极,不太活泼的金属是阴极。


      以铝-铜连接为例,铝(阳极元件)溶解并在铜(阴极)上沉淀复杂的氢氧化铝。同时,在阴板(铜)上析出氢气。尽管生成的腐蚀物会抑制表面腐蚀的速率,但只要有电解液存在且铝还没有被完全耗尽,这一过程就不会停止。

       腐蚀对铝-铜连接的作用主要有两方面

  • 1,接触区城严重减小造成电气失效

  • 2,连按器被严重腐体造成机械失效


     多数情况下失效受这两方面因素共同作用。彰响电化腐体的因素复杂多样,但最重要的因素应该是湿度。分了抑制腐蚀环境中电化学反应的不利影响和保特较低接触电阻,可以采取很多减缓措施,如用一种中间电势能的金属作为镀层,使用辅助接触元件和过渡垫片等。如下图中,增加润滑剂以后,能有效地阻止金属间的电子流动。


尘士腐蚀

      发生是由于尘士中含有水溶性的盐,其溶液构成电解液从而导致金属腐蚀。这个问题已经进行了广泛的研究。结果表明,相对湿度和 pH值是影响尘土腐蚀最重要的两个因素。金属的腐蚀与相对湿度几乎成线性增长。


应力腐蚀

      裂纹是由拉应力和腐蚀环境共同作用形成的破裂。所需的拉应力可能是直接应力也可能是由于冷变形冷加工、焊接、热处理、机加工和磨削等过程中形成的残余应力。这些应力值及其影响常常是可估计的。焊接过程中产生的残余应力趋近于材料的屈服强度。同样,在有限的空间中腐蚀产物的生成可能导致产生巨大的不容忽视的应力。


      由于侦测细微裂缝和预测初始损坏非常困难,所以应力腐蚀裂纹被认为是一种灾难性的腐蚀。慘重的失效也许就在极少材料损失的情况下意想不到地发生了。

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