1、電子設備金屬的防腐蝕設計電子產(chǎn)品的防腐蝕設計主要是選用耐腐蝕材料、選擇合適的防腐蝕覆蓋層以及進行合理的結構設計。241 選擇耐蝕材料1選材應遵循的原則根據(jù)設備的使用條件，選擇具有耐蝕性能的金屬材料對提高設備的抗蝕性能很有成效，但由于材料的使用還涉及到設備性能或零部件的功能所要求的物理、化學、機械、電氣特性，以及其加工性能和經(jīng)濟性等，因此必須綜合考慮。僅從防腐蝕角度出發(fā)，選材應遵循下列原則：（1）環(huán)境因素和腐蝕介質(zhì)是選材必須明確的條件。金屬的耐蝕性能與所接觸的介質(zhì)有密切關系。選材時要知道腐蝕介質(zhì)的種類、腐蝕強度、PH值以及影響腐蝕性的諸如環(huán)境溫度、濕度變化等各種因素，以此作為選材的主要依據(jù)。（2

2、）根據(jù)對保護程度的要求選材。對于那些一旦發(fā)生腐蝕則會帶來嚴重后果、可靠性要求很高且不易維修更換的關鍵零部件，應選用高耐蝕性材料；而對于非關鍵零部件則可采用耐蝕性較低的材料，并輔以其它防腐措施，以獲得較好的經(jīng)濟效果。（3）選材時應考慮與之相應的防腐措施，一種金屬材料加上適當?shù)姆栏胧┛梢越M成良好的耐蝕體系。（4）應注意材料的兼容性。不同金屬相互接觸有可能形成電偶腐蝕。表2.2列出了允許和不允許的電化偶。（5）應考慮材料的加工性能、焊接性能，要注意其加工后是否會降低抗腐蝕性能。（6）在某些場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，都可成為設備的防腐材料。目前，在電子

3、設備中廣泛利用工程塑料制造機箱、面板、旋鈕、支架、手柄等一般構件和齒輪、鏈輪、蝸輪、蝸桿等耐磨傳動件。2大氣環(huán)境中的選材在一般的大氣環(huán)境中，作為電子設備的結構材料通常以鋼鐵（鑄鐵、普通碳鋼、低合金鋼）、鋁合金為主，并進行適當?shù)谋砻嫣幚硪栽鰪娖淠臀g能力。常用金屬材料的防蝕處理有以下幾種：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。鋁及鋁合金采用電化學氧化處理或化學氧化處理。鑄造鋁合金采用油漆涂層保護。銅及銅合金在大氣中容易變色。當變色會影響其導電性能或外觀要求時，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。鋅合金制造的零件，可以采用磷化、鈍

4、化、金屬鍍層或油漆層防護。鎂合金制造的零件，可以采用陽極氧化或化學處理并涂覆油漆層保護。3海水腐蝕環(huán)境中的選材對大型海洋工程結構，通常采用價格低廉、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措施。對強度要求高的可采用低合金高強度鋼。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，應采用高耐蝕材料，如耐海水不銹鋼、銅合金、鎳基合金和鈦合金。242 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、金屬表面化學處理和有機覆蓋層等三種。金屬鍍層通過電鍍、化學鍍、熱噴涂、熱浸鍍、真空鍍等方法，在需要防護的基體金屬表面行成金屬鍍層保護膜。（1）金屬鍍層的分類 按

5、照使用目的，可把金屬鍍層分為下列幾種：主要用來防止金屬制品腐蝕的防護性鍍層。例如在海洋性氣候條件下，鋼鐵制品上的鎘鍍層等。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護裝飾性鍍層。此類鍍層大都為多層鍍覆，即先鍍以與基體金屬結合牢固、耐蝕性強的“底層”，再鍍以主要賦予裝飾性能的“表層”，甚至還有“中間鍍層”。例如廣泛使用的銅、鎳、鉻電鍍層。導電性鍍層。如鍍銀，用來提高零件表面的導電性能。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關系，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，當鍍層有缺陷（針孔、劃傷等）而與基體金屬形成微電池時，鍍層將作

6、為陽極，對基體金屬（陰極）起電化學保護作用，這類鍍層叫做陽極鍍層。完整而又致密無孔的陽極鍍層對基體金屬尚有機械保護作用。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，陰極鍍層當它完整無缺時，對基體金屬也有機械保護作用，但鍍層破損后，則會加速基體金屬的腐蝕。獲得金屬鍍層的方法有：電鍍、化學鍍、熱噴鍍、熱浸鍍、熱滲鍍、真空鍍等。（2）常用金屬鍍層為達到保護基體的目的，金屬鍍層應滿足的要求是：鍍層金屬在環(huán)境介質(zhì)中耐蝕性良好；與基體金屬結合牢固；有良好的機械物理性能；鍍層完整，空隙小；有一定厚度和均勻性。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。鋅鍍層屬于陽極鍍層，

7、在一般氣候條件下具有良好的保護性，故被廣泛采用，鋅鍍層的鈍化膜大大提高了其防腐蝕能力，故鍍鋅時一般都要進行鈍化處理。鎘鍍層在一般大氣條件下，屬于陰極鍍層，其保護性不如鋅鍍層，但在鹽霧和海洋氣候條件下，屬于陽極鍍層比鋅鍍層耐腐蝕，故多用于海上和沿海用的電子設備。鉻鍍層對鐵雖是陽極鍍層，但防腐蝕能力差。其最廣泛的用途是作為零件的裝飾性鍍層，而且一般用銅和鎳鍍層作為底層和中間鍍層，才能防止基體金屬遭受腐蝕。常用金屬鍍層的特性、用途和選用可查相關手冊。2金屬表面化學處理 金屬表面化學處理是利用化學或電化學的方法使金屬表面生成某種化合物而形成覆蓋層（化學轉(zhuǎn)化膜），以達到防腐蝕的目的。這種保護膜實際是金屬

8、或鍍層金屬表層原子與介質(zhì)中的陰離子相互反應，在其表面生成具有良好附著性的氧化膜或金屬鹽膜。（1）發(fā)蘭（發(fā)黑） 在鋼鐵零件上用化學方法形成一層氧化膜的過程稱為發(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，有較大的彈性和潤滑性，但厚度較薄，抗蝕能力差。多用于不能電鍍或油漆的零件，有時也作裝飾性保護層。為了提高氧化膜的抗蝕能力，可在發(fā)蘭處理后再進行油漆處理或增加磷化處理。（2）磷化處理將鋼鐵零件放入磷酸鹽溶液中進行浸泡，使零件表面形成一層磷酸鹽膜的過程稱為磷化處理。磷化后產(chǎn)生的磷化膜厚度遠遠超過發(fā)蘭膜的厚度，其抗蝕能力為發(fā)蘭膜的210倍，若在磷化膜上涂漆，

9、防蝕能力還可大大提高。磷化膜的另一優(yōu)點是具有較高的電絕緣性，同時它與基體金屬的結合很牢固，可作為電機及變壓器用的硅鋼片的絕緣層。金屬經(jīng)磷化處理后，其原有的機械性能及磁性等基本保持不變。（3）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）的過程稱為鈍化處理。鈍化膜能提高金屬零件的抗腐蝕能力和增加其美觀，但焊接性能和導電性能均稍有降低，因而只適宜作為在良好和一般條件下短時間防腐措施。銅及其合金和鐵的鋅鍍層常選用鈍化處理。（4）氧化處理氧化處理多用于鋁及鋁合金，銅及銅合金。氧化處理有化學氧化和電化學氧化兩種。化學氧化是將零件放

10、入堿性或酸性溶液中（分別稱為堿性氧化和酸性氧化）進行處理，使其表面形成一層氧化膜的過程。這層氧化膜質(zhì)地致密、具有良好的吸附能力，但質(zhì)軟不耐磨，耐腐蝕性能較差，故不宜單獨使用，一般作為涂漆的底層。 電化學氧化是將零件放在電解液中，在外加電流的作用下零件作為陽極進行電解而在其表面形成一層氧化膜的過程，有時也稱為陽極氧化。這種方法獲得的氧化膜較厚，具有較高的化學穩(wěn)定性和較強的吸附能力，提高了零件的抗腐蝕能力。另外，這層氧化膜具有較高的硬度、較好的電絕緣性，而且耐磨，還是一種很好的絕熱和抗熱保護層。若在氧化處理后再涂漆則可進一步提高其耐蝕能力。3有機覆蓋層 有機覆蓋層也稱有機涂層，是由有機成膜物質(zhì)構成

11、的覆蓋層，包括涂料、塑料、橡膠和瀝青涂層等。（1）涂料涂覆涂料（過去稱油漆）涂覆是一種對金屬和非金屬制品進行防腐蝕和裝飾的最簡單的方法。在電子設備中應用最廣泛。涂料具有一定的流動性，能在物體表面形成一層連續(xù)的薄膜，該膜能自行進行物理和化學變化，從而變成牢固地附著于物體表面的一層堅實的外皮，這層外皮對被涂覆的物體具有防腐與美化裝飾作用。此外，某些涂料涂覆層還賦予零件以絕緣、耐高溫、保護色等特殊性能。 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械作用不大、沒有摩擦、公差要求不高、不焊接的表面。（2）塑料涂覆塑料涂覆是指利用有些塑料材料具有耐腐蝕性能的特點，將其制成分散液或懸浮液，然

12、后通過特殊的工藝手段，讓它們在基體材料表面形成防護膜。塑料涂覆膜的耐蝕性能與塑料本身的耐蝕性能有關，由于目前塑料種類很多，故通過采用塑料涂覆的方法往往可以獲得許多特殊性能的表面，如絕緣、裝飾等。由于塑料涂覆時往往需要經(jīng)過干燥、塑化等高溫工藝，所以，進行塑料涂覆的零件、部件均應能承受高溫，否則就應選用其他涂覆方法。243 防腐蝕的結構設計金屬防腐蝕除使用覆蓋層外，還應從產(chǎn)品結構設計上加以考慮，金屬結構設計是否合理，對于接觸腐蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕的敏感性影響很大。 合理的結構形狀結構形狀應盡可能簡單和合理。防止參與水分和冷凝液的積聚。防止電偶腐蝕發(fā)生電偶發(fā)生一般應滿足下列條件：兩種金屬必須有一足

13、夠的電位差；兩種金屬必須直接接觸并處于同一電解液中；溶液必須含有溶解氧（或酸）。因此，在設計上如果能夠采取措施使上述條件中的任何一個得不到滿足時，即可大大減輕或避免電偶腐蝕的發(fā)生。這些措施主要有：不同金屬和合金應當避免直接接觸。當兩個金屬件相接觸時盡可能采用同種金屬，當必須使用不同材料時，應選金屬活潑性相差較近的材料。在兩種不同的金屬材料偶接處加入第三種金屬，使兩種金屬間電位差降低。 當不可避免需要異種金屬接觸時，一定要采取大陽極小陰極的結構形式。防止電偶腐蝕最普遍的方法是在兩金屬間隔入一個不吸水的有機材料絕緣物，如合成橡膠、聚四氟乙烯等，并對接觸部位進行妥善的防水密封。可以采用一種可靠的耐蝕涂料系統(tǒng)保護不同金屬偶接部位，防止其與周圍介質(zhì)直接接觸，以便電偶腐蝕保持在一可接受的水平。3防止其他類型的局部腐蝕防止縫隙腐蝕 在電焊、鉚接、螺紋緊固甚至是絕緣墊圈下面等缺氧處容易產(chǎn)生氧的濃度差腐蝕電池，這種現(xiàn)象叫縫隙腐蝕，縫隙腐蝕常發(fā)生在不銹鋼、鎳、鉛等通常認為是耐蝕的金屬上，且不易