混合腐蝕性氣體測試

混合腐蝕性氣體測試第1頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月MAINITEM第一部分電鍍原理簡介第二部分腐蝕原理介紹第三部分Porosity測試介紹第四部分MFG測試要項END第2頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月電鍍原理簡介第一部分一.何為電鍍二.電鍍的方法三.電鍍工程第3頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月一.何為電鍍?

電鍍是1)加與製品美觀(鍍金,銀,銠,鎳,鉻)2)防止製品的生鏽(鍍鋅,鎘,鎳,錳)3)防止製品的磨耗(鍍硬質(zhì)錳)4)提高必要的製品的導電(鍍銀,銅)5)提高製品表面的潤滑性(鍍銀,錫,鉛)6)提高必要的製品的強度(塑膠製品的各種電鍍)7)為了其他製品的耐熱性的提高,或者防止浸炭,氮化 等諸目的而實施.電鍍原理簡介第4頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月一.何為電鍍?

簡言之,電鍍即將各種的電鍍之金屬離子含於溶液中,把欲電鍍製品置於陰極(-)浸澤,同此相對適當?shù)目扇苄曰虿蝗苄缘年枠O(+)浸澤且通上電流,而使金屬膜電解析出於製品的表面之方法.電鍍原理簡介第5頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月二.電鍍的方法

能生成各種的金屬被膜於製品上有如下述各種方法,依其各種的特徵而在用途及單價方面有所不同.2.1電氣鍍(electroplating)

在前述所知溶有金屬之溶液中,把製品置於陰極(-)通上電流,而得到金屬薄膜被覆在製品的表面的方法.在各種電鍍方法中被使用最廣,幾乎所有的情形皆可由水溶液而實施電鍍.在目前知道70種金屬中,約有30種的金屬,可以由水溶液而行電鍍.

電鍍原理簡介第6頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月二.電鍍的方法2.2化學鍍(chemicalplating,electrolessplating)

是把金屬鹽水溶液中的金屬離子置換反應或籍氧化,還原反應得到金屬膜使之析出於材質(zhì)表面.計有鎳,鈷,鈀,銅,金,銀等已被實用化了.目前廣用於電氣鍍無能為力的塑膠,玻璃,陶瓷等不導體物質(zhì)為基物之受鍍或鐘錶零件等之特殊目的上.電鍍原理簡介第7頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月二.電鍍的方法2.3溶融鍍(hotplating)

把熔點高的材質(zhì)浸澤於熔點較低的被覆金屬之融體中,使之融著,浸透到表面上的方法.鐵板上防鏽用鋅(白鐵皮),錫(鍍錫鐵皮)錫鉛(均質(zhì)合金),耐熱用鋁等的物皆已經(jīng)實用化.主要是被利用於使用在屋外等腐蝕激烈環(huán)境下的製品.電鍍原理簡介第8頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月二.電鍍的方法2.4溶射鍍(metallikon)

溶射鍍是利用瓦斯或電狹將溶融金屬以高壓氣體或高壓空氣吹向製品的表面而鍍之的方法.利用此方法可得微細得金屬離子積層於製品表面,故同電氣鍍等相比較.微粒被氧化而成多孔質(zhì)的鍍物.

主要用途:除鋼鐵防鏽,耐熱耐磨耗處理,賜與導電性或裝飾等.電鍍原理簡介第9頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月二.電鍍的方法2.5氣相鍍(gas-phaseplating,vaporplating)2.5.1真空蒸鍍(vacuumevaporation,metallizing)

在真空中(10-4mmHg程度)把金屬或金屬化合物加熱 使之蒸發(fā),把蒸發(fā)分子被覆至金屬或非金屬的方法.2.5.2陰極飛濺塗膜(scthodesputtering)

在真空中(封入氬,氣壓10-3~~10-1mmHg)置有電壓 (1.5~~1.7kv)於一對的電極上,電離殘留氣體分子,使產(chǎn)生 的陽離子衝擊到陰極,將陰極作機械的破壞,把被破壞的 游散粒子衝擊目的物使之形成薄金屬膜的方法.皮膜同 材質(zhì)的密著性幾乎是機械性的.電鍍原理簡介第10頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月二.電鍍的方法2.5氣相鍍(gas-phaseplating,vaporplating)2.5.3離子鍍(ionplating)

又被稱為離子化靜電鍍,系前述真空蒸鍍及陰極飛濺塗膜合在一起的方法,在5~~25-3mmHg的氬氣中,製品 帶有(-)500~~(-)5000V的負電壓使其於周圍產(chǎn)生電輝放 電,並在等離子區(qū)或加速厲起生成的氣體或金屬離子而 在製品面上凝固成皮膜的方法.電鍍原理簡介第11頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月二.電鍍的方法2.6擴散滲鍍法(peenplating)

把金屬粒同衝擊物放入滾桶之中,而與製品一起迴轉(zhuǎn),籍衝擊把金屬皮膜被覆到製品的表面之方法.不使用熱或電氣,特別如燒結金屬制件等具多孔性,而用電氣鍍等困難的情形下,此方法被使用上.電鍍原理簡介第12頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月三.電鍍工程將實際上所行電鍍行業(yè)的工程依工段順序分列為(1)研磨;(2)前處理;(3)電鍍;(4)後處理;(5)乾燥.1.研磨因為製造要經(jīng)過衝模加工或鍛造,鑄造等種種的工程, 首先要把污垢除去,把表面作平滑研磨.又由於鍍件的材 質(zhì),尺寸,形狀,精密度等而有各種機械,化學,電解等的研 磨方法.

電鍍原理簡介第13頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月三.電鍍工程2.前處理鍍件表面除了一般上受外來附著污染如油性污及塵埃, 研磨材的黏附等外,存在金屬材質(zhì)自身的炭素,矽,鈣等 的化合物及酸處理後的污垢及加工變質(zhì)層,歪斜,細隙等 之存在,這些表面性質(zhì)於各種的時候,種類及程度不同, 而例如金屬鍍件因加工生產(chǎn)外翹的某一鍍件如將之電 鍍,則於前處理工程中或電鍍工程中,電鍍後等產(chǎn)生裂 痕,塑膠鍍件上有成型歪斜的殘留時就會產(chǎn)生電鍍的密

電鍍原理簡介第14頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月三.電鍍工程 著性不良等的事故,於鍍前必要實施預先熱處理等以便 消除之.依照鍍件的材質(zhì)及表面的不純物的混合狀態(tài),污染的 種類程度而實施溶劑脫脂,乳劑脫脂,鹼脫脂,酸洗(浸澤, 電解)等的預備清洗及電解洗淨,除污處理,弱酸處理,氰 化物溶液浸澤等的加工洗淨或表面的活性處理等幾種.電鍍原理簡介第15頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月三.電鍍工程3.電鍍

小物鍍件主要是以滾桶電鍍,其他者籍垂掛而行電鍍, 兩者其自動化皆已普及,而本廠目前已採行連續(xù)式電鍍.4.後處理電鍍後所實施的磨光,消光,鍍鉻處理等的表面加工及 耐蝕性的加與,磷酸皮膜等的塗料的止著性及耐蝕性的 付予,其他的著色,化成要理,變色防止處理,籍熱處理應 力的消除等電鍍的加工工程總稱謂後處理.電鍍原理簡介第16頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月三.電鍍工程5.乾燥也可以說成電鍍的後處理的一種,但電鍍後也有水洗直 接乾燥完成全部工程情形是故為獨立的工程.電鍍的乾 燥法:(1)利用熱風乾燥(2)利用紅外線乾燥(3)離心分離及熱風一並使用電鍍原理簡介第17頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹第二部分一.金屬腐蝕二.腐蝕的分類三.腐蝕的形式第18頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹一.金屬腐蝕金屬受其周圍環(huán)境的反應,發(fā)生變質(zhì)或退化(deteriorrtion),因而喪失或減退其原有的性能,稱為金屬腐蝕.非金屬材料亦可遭受腐蝕,如混凝土,木材,陶瓷和塑膠,這些材料的腐蝕,可能沒有金屬腐蝕的外觀象徵和重量變化,只有性質(zhì)的變化.第19頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹一.金屬腐蝕1.製造腐蝕的媒體1)空氣2)water3)土壤4)acid5)鹼類6)鹽類7)氧化劑8)不同金屬接觸面間9)微生物第20頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹一.金屬腐蝕2.影響腐蝕的因素2.1主要與金屬本身有關的:金屬在腐蝕溶液中的有效電位;金屬表面化學的,物理的均質(zhì)性;有無循環(huán)性應力或腐蝕疲勞;不同的金屬,接觸面間引起局部腐蝕的可能性;第21頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹一.金屬腐蝕2.影響腐蝕的因素2.2主要與腐蝕環(huán)境有關的:周圍環(huán)境的溫度溶液的氫離子濃度(即pH值)溶液中離子的濃度和特性與金屬接近處,溶液的含氧量與金屬接近處,溶液的流速腐蝕環(huán)境在金屬表面能否生成有保護性的沉積層第22頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹二.腐蝕的分類

腐蝕的分類有很多種,舉例如下:1.以溫度來分1.1常溫腐蝕1.2高溫腐蝕2.以腐蝕的反應來分2.1直接化合,如氧化,硫化2Fe+O2

2FeOFe+SO2

FeS+O2

第23頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹二.腐蝕的分類

2.2電化反應發(fā)生於離子化的電解質(zhì)溶液中,活性金屬是陽極,惰性金屬是陰極,形成一個封閉電路,電流由陽極發(fā)出進入溶液,經(jīng)過溶液至陰極,再經(jīng)過金屬本體回到陽極,實際電子運行的方向正好相反.以Zn與HCl的腐蝕反應為例:

Zn+2HClZnCl2+H2

實際的電化反應過程是稀鹽酸是離子化的溶液:2HClH++Cl2-2第24頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹二.腐蝕的分類

陽極反應,金屬失去電子,變成金屬離子,進入溶液,是氧化作用,金屬被腐蝕.

ZnZn2++2e-陰極反應,電子由陽極運行至陰極,與氫離子結合,放出氫氣,是還原作用,金屬無損失.

2H++2e-H2

第25頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹二.腐蝕的分類3.以腐蝕的環(huán)境狀況來分由是否含有水分分為干腐蝕與溼腐蝕:3.1干腐蝕溫度在露點以上,腐蝕媒體是蒸氣或氣體,干腐蝕在常溫多不嚴重,所以大多是高溫腐蝕.3.2溼腐蝕溫度在露點以下,有液體,或者含有溼氣,也能改變媒體的腐蝕性能,例如干氯氣對普通鋼都不具有腐蝕性,但溼氯氣或溶於水的氯氣,就具有極強的腐蝕性,能侵蝕多數(shù)的金屬(對於鈦卻正好相反,干氣的腐蝕勝過溼氣).

第26頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹二.腐蝕的分類4由腐蝕媒體來分4.1氣體腐蝕清潔大氣,污染大氣,燃氣.4.2溶液腐蝕水,海水,水溶液,溶體金屬.4.3酸類有機酸,無機酸4.4鹼類

第27頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹二.腐蝕的分類4.5土壤或地下腐蝕5.其他5.1由應力引起的腐蝕應力腐蝕破裂SCC(stresscorrosioncracking),疲勞腐蝕破壞(fatiguecorrosionfailure)5.2由微生物引起的腐蝕或稱為微生物腐蝕

第28頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹三.腐蝕的形式金屬的腐蝕由其外觀視之,最常見的有8種形式.1.均一腐蝕或稱為全面腐蝕

均一腐蝕是全面的,大多數(shù)是化學反應所引起,是腐蝕中最普遍的一種,不鏽鋼在強酸強鹼中的腐蝕,大多是均一腐蝕.2.電流腐蝕兩個不同的金屬,在電解質(zhì)溶液中接觸,兩者的電位不同,活性較大的金屬成為陽極,較小的成為陰極,形成一個封閉電路,兩極間即有電流流動,造成腐蝕,稱為電流腐蝕.

第29頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹三.腐蝕的形式電流腐蝕是典型的電化學反應腐蝕,陽極金屬的腐蝕率大,比單獨存在時的腐蝕率還大,陰極金屬的腐蝕很小,或甚至不腐蝕.鋼被覆錫或鋅發(fā)生電流腐蝕的區(qū)別鋼鋼錫鋅第30頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹三.腐蝕的形式

常見元素的電化反應與電位表(25℃)注:表列金屬元素之活性愈大,其負電位愈大,金屬易於氧化,易於失去電子,亦即易於腐蝕.第31頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹三.腐蝕的形式

常見金屬在海水中的電化順序(GalvanicSeries)注:表中非活性或鈍化(passivity)的意義:有些金屬如鋁,鐵,鉻,鈦,鎳等在氧化環(huán)境中,會生成一層氧化層,可增加金屬的耐蝕性,此時的金屬,稱為在鈍化狀態(tài)(passivestates)鐵的鈍化性很弱,如添加鉻,其鈍化性會大增,如鉻含量增加到11%,在大氣中或淡水中(freshwater),即不再生鏽(rust),所以不鏽鋼的最低鉻含量定為11%.第32頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹三.腐蝕的形式

3.罅隙腐蝕罅隙腐蝕是發(fā)生在罅隙處的局部腐蝕,常見的罅隙有搭接面,止洩墊面螺釘頭下,鉚釘頭下間隙以及沉積物下等,不論是金屬與金屬或金屬與非金屬結合面間隙,都可能發(fā)生罅隙腐蝕.金屬離子及氧因濃度不均引起罅隙腐蝕示意圖第33頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹三.腐蝕的形式

4.孔蝕孔蝕正如其名,是局部的穿孔腐蝕,在金屬表面生成一個個或許多密集的坑坑洞洞,深淺不一,看起來像個粗糙的表面,不過也是一個小片,一小片的,並不是整個表面.a.窄而深b.橢圓形c.寬而淺d.表面下的e.凹陷f.水平g.垂直孔蝕的形狀腐蝕面上孔蝕深度與個數(shù)的關係第34頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹三.腐蝕的形式

5.粒界腐蝕晶粒邊界是液體金屬最後凝結的部分,其熔點較低,固體金屬溶解時,此部份最先熔解,晶粒邊界也是高能量區(qū),富有化學活性,所以金屬腐蝕時,也是先由晶粒邊界開始,並且腐蝕的較快.晶粒邊界金屬結晶的晶粒邊界平面示意圖第35頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹三.腐蝕的形式

6.選擇腐蝕或分離腐蝕選擇固體合金中某一合金元素腐蝕,最常見的例子是黃銅(30%Zn+70%Cu),因腐蝕而失去Zn,失Zn部位的表面顯出銅的原有紅,肉眼可以分辨出來紅色和黃色,所以也稱為失Zn(dezincification).7.應力腐蝕內(nèi)有應力,外有腐蝕媒體,聯(lián)合造成的金屬腐蝕,叫做應力腐蝕,應力腐蝕大多發(fā)生裂紋,所以又叫應力蝕裂(stresscorrosioncracking),簡稱SCC.第36頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹三.腐蝕的形式

常用金屬材料產(chǎn)生應力腐蝕的媒體第37頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月腐蝕原理介紹三.腐蝕的形式

8.沖蝕機件遇到流動的腐蝕流體所造成的腐蝕,叫沖蝕.不同流速海水對金屬沖蝕的比較常用金屬發(fā)生沖蝕與海水流速的關係第38頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月Porosity測試介紹第三部分一.何謂Porosity二.針孔形成的原因三.影響porosity的因素五.膜厚與porosity的關係六.porosity測試的方法四.鍍層的腐蝕行為第39頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月一.何謂porosity

在鍍層表面生成的孔洞,稱之為針孔(pinhole),而其針孔數(shù)的多寡,即為porosity(空隙度).第40頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月二.針孔形成的原因

金屬表面由於油污或吸藏氣體的關係,易於鍍層表面產(chǎn)生不連續(xù)的金屬層,此即為針孔形成的原因.針孔油漬or氣體Au底材Ni鍍層針孔發(fā)生的型態(tài)A針孔油漬or氣體Au底材Ni鍍層針孔發(fā)生的型態(tài)B第41頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月pH值:pH值,孔隙度三.影響porosity的因素

影響電鍍表面孔隙的因素.

濕潤劑:其作用為一介面活性劑,可減少電鍍液表面之表面張力,並可減少氫氣泡之附著.第42頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月四.鍍層的腐蝕行為

Au針孔Ni底材AuNi腐蝕介質(zhì)Au鍍金部分斷面圖.通過針孔的Galvanic型腐蝕鍍金層與鍍鎳層相接觸的關係,產(chǎn)生電位差,發(fā)生腐蝕.第43頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月五.膜厚與porosity的關係

鍍層膜厚與pososity有相當?shù)年P係,一般而言,鍍層膜厚越厚,porosity越小,反之,鍍層膜厚越薄,porosity越大.故欲得到良好之耐蝕性鍍層,其鍍層須越厚越好.12鍍金厚度(μm)

針孔數(shù)(個/mm2)103102

10

以鍍鋅鋼板為例,電氣鍍鋅鋼板之鍍層鍍厚困難,而熱浸鍍鋅鋼板鍍薄困難,故兩者比較,電氣鍍鋅鋼板之耐腐蝕性較熱浸鍍鋅鋼板為差.第44頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月六.porosity測試的方法工業(yè)上有一些測試方法,用來決定電子連接器端子鍍層針孔度之等級及鍍金層的品質(zhì)判定.1.硝酸測試方法只能檢查顯現(xiàn)鍍層中的氣疏孔,並不是一種分析加速壽命的測試方法.第45頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2.硝酸測試方法並不建議作為端子接觸表面耐久性或耐磨耗性的評估方法.3.硝酸測試方法建議適用於底鍍層為鎳或鎳合金的金或金合金的鍍層.4.SO2測試建議適用於鈀或鈀合金鍍層,而不論其上是否有金鍍層的存在.5.GelElectrography測試法建議適用於鈀,鈀合金,金或金合金鍍層.6.PMA測試法建議適用於鎳或銅上鍍金或金合金之磨耗實驗.7.DMG測試法建議適用於鎳或銅上鍍金,銀鍍層之磨耗實驗.第46頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月MFG測試要項第四部分一.MFG定義二.MFG原理三.測試原理五.測試裝置圖六.測試步驟七.各種測試規(guī)範&要求四.使用氣體&含量八.測試功能第47頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月一.MFG定義MFG:MixedFlowingGasEnvironmentalTest,即工業(yè)腐蝕氣體測試法.第48頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月二.MFG目的

由於電子資訊產(chǎn)品,如連接器,PC板,以及一些金屬連接部分,均會受外在環(huán)境的影響,而產(chǎn)生腐蝕氧化的應力進而造成導通不良,使產(chǎn)品之功能受損降低產(chǎn)品之壽命.因此一種加速式的環(huán)境測試變得相當?shù)闹匾?第49頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月三.測試原理由於銅基材表面的鍍層都有可能有針孔(Porosity)的出現(xiàn),因此在環(huán)境中的一些氣體,如:NO2,SO2……等會經(jīng)由針孔穿入底材而與銅金屬產(chǎn)生腐蝕變化,而這些腐蝕產(chǎn)物會擠出在鍍層表面,形成突出物或是膜因此便可以利用儀器如X-Ray等來偵測腐蝕產(chǎn)物之物種,重量或其膜厚等,用以判斷樣品於環(huán)境中可以使用的壽命是否達到客戶的需求標準.第50頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月四.使用氣體種類及其含量1.二氧化硫(SO2)=780μg/m3(300ppb)±5％2.硫化氫(H2S)=56μg/m3(50ppb)±20％3.二氧化氮(NO2)=940μg/m3(500ppb)±15％4.氯(Cl2)=9μg/m3(3ppb)±50％測試時可以以單一氣體或混合氣體來測試.含量需經(jīng)過儀器分析來控制其需許之範圍內(nèi).第51頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月五.MFG測試裝置圖氣體混合區(qū)氣體來源Make-upair溼度控制來源風扇樣品測試區(qū)域氣體分析樣品資料收集區(qū)氣體流動方向混合氣體供應線氣體洩出溫度控制櫃腐蝕氣體櫃氣體濃度量測點溫溼度量測氣體流速量測第52頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月5.1.測試室要求密閉性,安定性,低吸收,非金屬,均勻性.最大誤差:±1℃(工作區(qū)±0.5℃)

5.2.氣體供應系統(tǒng)乾淨,乾燥過濾空氣,溼度來源,腐蝕氣體,氣體攜帶系統(tǒng),腐蝕氣體濃度檢測系統(tǒng).5.3.測試室監(jiān)測系統(tǒng)溫度,溼度,腐蝕氣體濃度,腐蝕度.5.4.測試室操作系統(tǒng)軟體,