环境可靠性试验后材料腐蚀情况的表征研究

环境可靠性试验后材料腐蚀情况的表征研究

王珂玮1,2,王长琦1,2

1. 工业和信息化电子第五研究所,广东 广州,510610

2. 宁波赛宝信息产业技术研究院有限公司,浙江 宁波,315040

摘要：环境可靠性试验，主要是分析产品能否被运用在多种环境条件，其中，材料腐蚀分析尤为关键，能够对相关行业发展提供借鉴，因此在表征分析方面，要确保专业度。鉴于此情况，本文将重点围绕环境可靠性试验后材料腐蚀情况的表征加以研究，从而为关注这一话题的人们提供参考。

关键词：环境可靠性试验；材料腐蚀；表征分析

引言：腐蚀是一种非常常见的现象，若不能够精准管控，则会给诸多产业造成经济损失。据数据分析显示，仅2019年我国因腐蚀所造成的损失金额高达2.09万亿元。因此必须加大对可靠性试验的关注，提高对材料抗腐蚀性能掌握，为相关产业材料运用，提供借鉴和指引，减少经济损失。由此可见，围绕环境可靠性试验后材料腐蚀情况的表征加以研究尤为重要。

一、环境可靠性试验

环境可靠性试验是目前企业选择材料的重要依据，通过试验内容可了解不同材料在多种环境下的使用状况。在定义上分为狭义与广义两种，狭义是指在某种环境下能够无故障正常运行的能力。广义上则是指在某种条件下，能够在特定时间段开展目标性任务工作的质量。由于相关行业在产品生产的过程中很容易因为材料的性能标准不达标出现资源以及成本浪费，因此环境可靠性试验变得更加重要，是确保产品质量的重要内容。其中材料腐蚀表征研究便是分析材料抗腐蚀效果的重要形式，目前最为常见额度保护方式便是运用涂层的方式提供外加保护措施，以此隔绝内部材料与空气以及水蒸气的接触，但是依旧有很多材料会出现腐蚀状况，例如生锈、起泡、涂层脱落失效等。环境可靠性试验工作十分关键，要求相关部门应该加大对材料腐蚀表征的关注和重视，并在日常工作中提升自身专业能力，广泛收集不同标准下的细则内容，从而确保表征研究的科学性与合理性，使最终的表征内容能够发挥价值，帮助企业规避性能较差的材料类型，保障成本管控效果，为相关行业的可持续发展创造良好的条件[1]。

二、环境可靠性试验后腐蚀生锈的表征分析

（一）内容

    生锈是最为常见的一种材料腐蚀表现，是指金属与空气中的H2O与O2产生反应，通常来讲若是内部出现腐蚀则说明外面的保护层失效，已经不符合保护需求。现阶段，腐蚀生锈分析主要是围绕区域范围、面积大小、形状特征开展表征研究，以图表、文字的方式加以阐述。

（二）评定标准

    目前生锈表征的标准主要是运用好ISO以及ASTM两种，重点是围绕区域范围以及腐蚀区域占比情况开展表征研究。在具体工作中使用的表征分析标准不同，最终的阐述情况也有所差异。例如若是使用前者，则重点在于腐蚀面积的级别分析以及面积研究；而后者则是对腐蚀形状以及面积大小作为表征重点。

（三）标准对比

    结合两种标准内容分析来看，在表征切入点方面并无较大的区别，相比之下ISO标准将生锈区域的大小按照不同的情况分为6个级别，而ASTM则根据形状特点分为点状、常规状、针尖状以及混合复杂状几种。而从占比面积来看，ISO分为6等级，另一种则是11个级别。在复试均匀性分析方面，二者均要综合分析面积与占比情况，从而完成定量确认，降低误差影响。需要注意以上两种标准在运用的过程中要加大对对应关系的关注，科学区分重点。

三、环境可靠性试验后腐蚀起泡的表征研究

（一）内容

    起泡是腐蚀的另一种体现，出现此种情况的因素有很多，例如涂层中某种物质对潮湿环境较为敏感，吸收性较强、内部存在杂质等均极易产生起泡现象。表征分析中主要围绕密度情况以及产生的次数为参数指标。

（二）标准对比

    ISO与ASTM均对起泡制定了评定标准，为大小级别分析与数量级别研究。在国际标准与ISO中对起泡表征分析方面的标准制定大致相似，均是利用分析不同环境下起泡大小的等级情况进行评定。此过程共分为S0~S5几个级别，而ASTM中则为5个。在密度分析方面，等级数量与大小分析的级别相同。若是起泡区域较为均匀，则要对应不同的图示情况进行级别确认，从而防止出现错误评定的情况。若是在图示标准中并没有对此进行细致的阐述，则需要凭借工作人员的过往经验以及主观判断而定。

四、环境可靠性试验后附着力失效的表征分析

（一）表征形式

    涂层是保护内部监护不被外界因素影响的重要材料，若是在涂层处理之后依旧出现内部腐蚀的现象，则说明涂层已经失效，或者作用影响已经难以满足保护金属的要求。在对此方面进行保护分析时，所涉及的内容种类更多，需要加大对外观的关注，分析在附着力方面处于哪个级别，进而为后续的表征分析奠定基础，帮助技术人员分析不同环境下材料的抗腐蚀性能。通常来讲，在附着力分析的过程中，表征方式主要有以下几种：一方面，在开展环境可靠性准备工作时，运用工具刮开涂层材料，之后在结束测试之后对该区域的腐蚀情况加以分析，从而表征涂层的效果，此种技术也被称之为划线复试分析形式。另一种则是分析环境可靠性试验前后的环境数据，并结合该区域的参数变化数据分析附着力的变化趋势和情况，评定是否处于失效情况，此种技术也被称为二次性能分析。

（二）内容以及标准

    目前，国际标准以及ISO和ASTM中对第一种技术形式有明确的标准制定，表征过程中主要是以腐蚀区域范围为主，具体数值会运用宽度大小代替。而在二次评定技术中，则会运用划格的方式评定附着力的变化级别。

（三）划线腐蚀影响因素

划线腐蚀测试主要的目的在于分析涂层破坏后内部的抗腐蚀性能情况，检验值则是涂层失效的具体范围和变动情况。主要受到两种因素影响，一方面为技术人员的专业水平；另一种则是涂层的处理。在操作的过程中，技术人员通常会结合实际情况科学地选择不同材质的工具，并结合表征分析需求规划形状、大小、深度以及切口形状。在材质方面最为常见的便是以碳元素为主的工具，例如碳钢等。在形状设计方面，一般会运用U型或者V型两种。在位置选择上可交叉、平行，划线的数量视情况而定。宽度与深度通常为0.3mm～2.5mm。在操作的过程中需要注意若是外部除了涂层之外还有镀层，则要结合所需选择是否划破镀层。

为测算腐蚀范围的宽度，技术人员需先处理表面的失效涂层，例如可运用刀片、高压水枪喷射等。去除过程中要保障完整性，否则会影响后续的数据测量精准度，对表征分析带来不利影响。

（四）标准对比分析

腐蚀宽度分析的过程中，ISO标准中是根据某一侧平均腐蚀距离的分析加以表征，而其他标准形式中则是根据距离大小分为不同级别，每个级别对应不同的腐蚀标准，二者均可以被运用在腐蚀表征中。此外，在现阶段的国标以及ISO中还对腐蚀表征进行更加细致的规定，对附着与材料腐蚀两种状况予以全面研究。若是仅对自身腐蚀情况加以表征，则直接读取宽度数值；而分析附着力表征，则要去除原有失效的涂层区域，目的不同所表征的结果也会存在严重的差异。结合宽度表征数据，技术人员能够直观地了解涂层失效的情况，并基于实际变化状况分析材料在不同环境下的抗腐蚀性能效果，从而为相关行业发展提供引导[2]。

结论：综上所述，腐蚀性分析是研究材料性能质量最为直观的一种形式。在具体工作中要求工作人员必须要确保环境可靠性试验后表征分析的精准度，在全面了解参数标准的基础上结合腐蚀情况开展分析与评定，从而为相关行业的材料运用提供指导，在减少材料浪费的同时保障企业成本，为国民经济发展奠定良好的基础。

参考文献：

[1]胡慧婧,韦锦波,何逸波.国产化背景下车规级芯片环境可靠性试验标准研究[J].时代汽车,2022(10):4-6.

[2]郭清泉,陈焕钦.金属腐蚀与涂层防护[J].合成材料老化与应用,2003(04):36-39.