孙玥1 孙小鹭2
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摘要：电子设备在海洋大气等恶劣环境中容易发生腐蚀等问题，导致电子设备失效。严重时会出现设备瘫痪。在充分了解海洋大气环境和腐蚀机理的基础上，结合电子设备的结构和腐蚀特点进行防腐蚀环境控制技术的研究，可以提高电子设备的工程防护能力。
关键词：海洋大气；电子设备；腐蚀；控制
中国幅员辽阔，海洋面积广阔。对于电子设备，它在海洋大气中面临严重的腐蚀问题。电子设备结构复杂，集成度高，是现代设备的重要组成部分。因此，研究电子设备腐蚀控制技术具有重要的现实意义和应用价值。
1海洋大气环境的腐蚀机理
海水蒸发会形成含有一定盐分的大气环境，即海洋大气环境，其中盐雾是最重要的特征。盐雾由氯离子、硫酸根离子和不同粒径的杂质组成，一般小于5微米，具有扩散距离长、分布范围广的特点[1]。在盐雾漂移的过程中，随着水的逐渐蒸发，会形成水滴甚至干盐颗粒。在中国沿海地区，离地三公里的地区盐雾浓度最高。
海洋大气环境腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。前者是指金属与其接触的物质发生化学反应，导致腐蚀的现象；后者是指金属或合金与电解质溶液接触时的电偶反应，海洋大气环境腐蚀大多属于电化学腐蚀。盐雾中的氯离子是一种强电解质，具有很强的吸湿能力，能吸收空气中的水分，溶解在金属表面，形成动力微电池系统，从而造成金属腐蚀。研究表明，盐雾腐蚀与空气湿度呈正相关。空气相对湿度超过70%时，金属表面容易形成水膜，盐雾腐蚀高。此外，盐雾腐蚀与气温呈正相关。在一定温度范围内，随着温度的升高，盐雾粒径减小，氯离子渗透能力增强。当环境温度高于25，相对湿度高于65%时，盐雾对金属的腐蚀程度更强[2]。
2电子设备的结构和腐蚀特征
从整体结构来看，电子设备使用的电子元器件多，触点多，焊点多，不易保护，容易出现腐蚀问题；电子设备部件多为导体、合金等材料，易与盐雾产生电化学腐蚀；由于散热和维护的限制，电子设备机箱的设计比较困难，容易被盐雾侵入，造成腐蚀。
从设计和制造工艺上看，电子设备工艺精密，难以实施防腐，导致其耐腐蚀性降低；电子设备中触点较多，容易产生微小裂纹，在盐雾腐蚀作用下容易产生裂纹；不同电子器件之间的间隙较小，在海洋大气中，不同器件之间容易形成微电流回路，产生电化学腐蚀问题；电子设备连接器主要由铜、铝等金属制成，容易形成电偶腐蚀。从工作和操作的特点来看，电子设备线路多，位置分散，很难控制腐蚀；设备多，难以实施统一的腐蚀控制标准，设备故障概率高。
3防腐控制技术
从材料和结构上来说。在使用设备基材时，选择防腐能力较好的材料。考虑到电子设备的生产工艺和性能，应选择适合机箱、电路和外壳的耐腐蚀材料。采用密闭正压设计，防止盐雾进入设备，避免盐雾腐蚀。
在组件和布线方面。耐盐雾和耐腐蚀零件优先。采用浸涂法，附着力好，不影响设备的工作性能，对盐雾和水蒸气有良好的绝缘性能，防止其进入零件。确保焊点和焊缝光滑无缝，螺钉连接面紧密平整。在连接不同的连接器之前，应进行表面处理。外部电气插头应使用密封剂密封，以防止盐雾和水蒸气进入插头。
长线路建议采用密封耐腐蚀电缆，两端密封；短线用塑料保护套和漆包线密封。
从结构材料表面防腐方面来说。设备箱和其他结构涂有耐腐蚀材料，以减少盐雾和金属结构直接接触的可能性。
从防腐介质的角度。局部空间的设备应采用防锈油、吸湿干燥剂和气相缓蚀剂等防腐介质进行保护。需要强调的是，气相缓蚀剂在常温下可以缓慢释放保护气体，减少盐雾等气体的腐蚀。
4防腐环境控制技术
对于电子设备来说，最有效、最可靠的防腐技术是通过冷却除湿的方式，将电子设备置于低腐蚀甚至无腐蚀的环境中。常见的防腐环境控制技术包括温湿度环境控制技术、分离脱盐技术、盐雾过滤技术等。
（1）温湿度环境控制技术。从原文海洋，大气环境腐蚀机理的讨论可知，在高温高湿环境下，电子设备的腐蚀速率加快，例如，温度每升高10，腐蚀速率增加近2倍。基于腐蚀机理的分析，可以采用冷却、除湿等环境控制技术来降低金属与氯离子的化学反应速度。目前，温度通常控制在20-25之间，相对湿度控制在45%-55%之间[3]。
（2）分离脱盐技术。常见的分离脱盐技术包括雾化喷雾脱盐技术、高比重分离脱盐技术和离心力分离脱盐技术等。其中雾化喷雾脱盐技术的原理是利用专用设备得到雾化的微小水滴，与氯离子碰撞聚集形成较大的水滴，在池中沉淀。超重力分离脱盐技术是指在转子高速旋转的超重力环境下，能有效捕获盐喷雾等湿气，排出时水煤气分离。该方法脱盐效率高，综合去除率高达99%。离心分离脱盐技术是指利用旋风分离器分离重盐雾颗粒。超重力分离脱盐技术对粒径为3微米~5微米~5 m的氯离子有很好的分离效果，上述三种常见的分离脱盐技术都涉及系统设备较多，操作维护复杂，成本高，经济效益差。第三，盐雾滤波技术。该技术采用玻璃纤维滤纸滤网在滤网上捕捉氯离子，适用于船用设备工作舱、地面车间等区域。它具有运行电阻低、使用寿命长的优点，对保护要求高的电子设备有很好的适用性。研究表明，过滤器的过滤效率与盐雾粒径有关，盐雾粒径越大，过滤器的过滤效率越高。需要注意的是，风压与过滤效率呈正相关。为了保证滤网的安全性，在使用中不能简单地追求过滤效率。此外，为了避免盐雾粒子对过滤纤维的溶解，设计上优先选用耐水玻璃纤维滤纸。
电子设备结构复杂，防腐和控制困难。在实际操作中，注意优化结构设计，在设计阶段尽量避免腐蚀。比如在结构设计阶段，在充分考虑部件布局和性能的前提下，通过设计坡角来增加导水通道，避免积水。增加结构密封设计，避免机箱内部部件与外部盐雾等潮湿气体接触，降低设备腐蚀程度。合理选择耐腐蚀材料，如对腐蚀不敏感的金属材料等。化学稳定的金属是通过电镀和化学镀，如镀镍和镀锌，在金属表面形成的，或者通过喷漆和涂层将外部潮湿环境与金属表面隔离开。科学应用聚氨酯清漆等“三防”涂料对电子设备进行涂装，使其能够防潮、防盐雾
5结束语
海洋大气环境对电子设备有很强的腐蚀作用，合理的预防和控制措施可以将盐雾等潮湿气体的影响降到最低，一方面要充分认识海洋大气环境的腐蚀机理；另一方面，要结合电子设备的技术特点和保护要求，科学地设计和实施具体的保护技术和措施。电子设备的防腐应贯穿于电子设备的设计、生产和使用的整个周期。在设计阶段，要注意优化结构设计，加强生产加工阶段的过程控制，使用阶段严格控制环境温度和湿度，加强设备维护，有效提高电子设备的防腐能力。
参考文献：?
[1]王玲，赵全成，杨万均.海洋大气环境对铝合金电连接器壳体腐蚀及电气性能影响[J].装备环境工程，2019，16（05）：90-94.?
[2]韩兴存，林德雨，张金伟.复配气相缓蚀剂对多种金属大气腐蚀的综合保护作用研究[J].材料保护，2019，52（01）：47-50.?
[3]陈俊航，白子恒，薛伟，等.304不锈钢在青岛污染海洋大气环境中的腐蚀寿命预测模型[J].材料保护，2019，491（12）：55-62.