黃鑫(阜新阜錦開關(guān)電氣制造有限公司 遼寧阜新123100)
鍍銀件存放在常規(guī)環(huán)境中會與空氣中的硫等化學(xué)物質(zhì)迅速反應(yīng),使鍍銀層腐蝕、變色,影響鍍銀設(shè)備的使用壽命。本文分析了鍍銀件的腐蝕變色機(jī)理及變色原因,并簡要介紹了鍍銀件變色保護(hù)膜兩種生成膜的具體應(yīng)用方法與作用,以期為同行業(yè)鍍銀件的防腐變色工作提出意見和建議。
由于銀較為活潑的化學(xué)性質(zhì),對常規(guī)大氣環(huán)境中含硫氣體較為敏感,極易與硫產(chǎn)生反應(yīng)生成黑色的硫化銀,反應(yīng)式為4Ag+2H2O+O2=2Ag+2Ag2S+2H2O常規(guī)環(huán)境下在光的催化中反應(yīng)會加快。主要變色過程為:出現(xiàn)黃點(diǎn)→生成黃斑→黃斑發(fā)黑→整個鍍層變?yōu)樽睾稚玔1]。鍍銀件鍍銀層的變色原因主要有以下幾點(diǎn):
1.鍍銀件由于使用環(huán)境的差異,對其鍍層變色的影響性較大。據(jù)同行業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)分析顯示,鍍銀件鍍層的變色速度會隨氣溫程正比例變化,即南方的夏天比北方變化速度快。北方冬天變色速度卻比南方快,因?yàn)楸狈降亩鞎褂门瘹?,引起空氣中的含硫量增加,?dǎo)致鍍銀層變色速度加快。
2.鍍銀件的結(jié)構(gòu)形狀中多帶有滾花螺紋形狀,或表面粗糙程度較高,這樣的結(jié)構(gòu)和表面易在鍍銀件的紋理部位或臺階轉(zhuǎn)角處粘附大量灰塵與水分。從而受到含硫氣體覆蓋會引起鍍層變色速度加快,擴(kuò)散速度也會加快。
3.在鍍銀件的鍍銀工藝方面,也存在著不足導(dǎo)致鍍層變色加快。比如,鍍銀前未用鍍鎳為阻擋層,使鍍層中金屬雜質(zhì)快速向表面滲透,加快變色速度。鍍銀工藝中的光亮工藝多使用光亮劑,其為含大量硫的有機(jī)物,使變色范圍擴(kuò)大。
4.鍍銀件在進(jìn)行鍍后包裝時,包裝方式上也需要注意。傳統(tǒng)的鍍銀件包裝一般用牛皮紙進(jìn)行簡單包裝,但其材質(zhì)較易吸潮,遂改用塑料袋進(jìn)行熱壓封口包裝。改用塑料袋包裝后發(fā)現(xiàn)封口處鍍銀件鍍層仍會變色[2]。
鍍銀件變色膜是能夠有效防止鍍銀件變色的保護(hù)膜,主要分為無機(jī)保護(hù)膜(如鋁、鈹、鎂和錫的氧化物膜及鉻酸鹽等)和分子自組裝膜(包括四氮唑保護(hù)性配合物膜及各種有機(jī)化合物在鍍層中形成的配合物膜)。鍍銀件應(yīng)用于電子產(chǎn)品中可以有效提高產(chǎn)品部件導(dǎo)電性,提高產(chǎn)品的工作效率。本文以高壓開關(guān)中的電器元件為例,介紹應(yīng)用鍍銀件變色膜的方法與作用。
高壓開關(guān)中的電器元件主要有電壓互感器、開關(guān)柜接地開關(guān)、避雷器、隔離開關(guān)、變壓器、高壓電抗器、絕緣件等。高壓開關(guān)設(shè)備觸頭一般以鋁或純銅材質(zhì)為主,導(dǎo)電性能較好但電阻略大。為了減小導(dǎo)電過程中的電阻,導(dǎo)電觸頭接觸的部位一般會采用鍍銀的方式,保證導(dǎo)電過程中接觸電阻達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)。鍍銀層面的變色和腐蝕會使導(dǎo)電觸頭靈敏性降低,使鍍銀層在使用過程中通過過度摩擦而減薄甚至脫落。因此,鍍銀件變色膜在高壓開關(guān)的相關(guān)設(shè)備中,對元件的運(yùn)作效率起著非常重要的作用。
1.無機(jī)保護(hù)膜技術(shù)分析
無機(jī)保護(hù)膜應(yīng)用于高壓開關(guān)設(shè)備中,可以有效減少高壓開關(guān)電器元件在運(yùn)作摩擦過程中的損耗。在無機(jī)保護(hù)膜的使用過程中,需要輔助潤滑油及含氯、磷等有機(jī)物的添加劑,加強(qiáng)摩擦化學(xué)作用。潤滑油可以應(yīng)用于電器元件邊緣,使元件邊界潤滑條件較好,在無機(jī)保護(hù)膜的作用下阻止運(yùn)作摩擦過程中的摩擦副表面與元件直接接觸,從而極大程度的該審了電器元件的承載力和抗磨性能。含磷有機(jī)化合物添加劑輔助無機(jī)保護(hù)膜,可以有效提高整體極壓抗磨效果。
當(dāng)前運(yùn)用較為廣泛的有機(jī)物添加劑主要包括磷酸三甲酚酯、磷酸酯、以及酸性亞磷酸二丁酯等分子鏈較長的添加劑,同類研究數(shù)據(jù)顯示,有機(jī)化合物添加劑中的分子鏈長度與添加劑整體極壓抗磨性能成正比,選取分析鏈較長的添加劑可以發(fā)揮添加劑的最優(yōu)極壓抗磨作用[3]。含氯有機(jī)物添加劑主要指的是活躍性較高的氯化石蠟,運(yùn)作摩擦過程中會分解釋放氯、氯化氫,生成含F(xiàn)e-Cl3和FeCl2的無機(jī)保護(hù)膜,有效提高極壓抗磨作用。但由于氯化石蠟的極壓抗磨作用在濕潤環(huán)境下會降低甚至失效,所以使用過程中需盡量避免在較為濕潤的環(huán)境下使用。
2.分子自組裝膜技術(shù)分析
當(dāng)前的鍍銀技術(shù)中,分子自組裝膜的應(yīng)用也較為廣泛,是鍍銀件防腐變色的重要研究問題。分子自組裝膜具有自發(fā)化學(xué)吸附的特點(diǎn),應(yīng)用于高壓開關(guān)電器元件可發(fā)揮其較強(qiáng)的黏合力,使電器元件形成自組裝膜。
根據(jù)同行業(yè)鍍銀件防腐蝕測試的數(shù)據(jù)結(jié)果,應(yīng)用分子自組裝膜的鍍銀件經(jīng)過數(shù)次有機(jī)溶劑除油和稀硫酸活化過程,并在30℃左右0.15mol/L的異丙醇溶液里浸泡1小時。使鍍銀件表面形成單分子自組裝膜后進(jìn)行10mmol/LNa2S點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn),數(shù)據(jù)表明保護(hù)膜對鍍銀層的保護(hù)率≥90%,并在常規(guī)環(huán)境中可至少持續(xù)半年左右。在分子自組裝膜的應(yīng)用過程中,還有一些因素會影響分子自裝過程和分子自組裝膜的質(zhì)量,需要技術(shù)人員注意。應(yīng)用分子自組裝膜技術(shù)前需要對鍍銀件進(jìn)行全方位檢查和清理,掌握表面的紋理及粗糙程度,注意記錄和調(diào)整室內(nèi)溫度,以免對生成膜的質(zhì)量和防腐蝕變色能力造成不必要的影響。
另外,除了以上兩種保護(hù)膜的應(yīng)用,技術(shù)人員還需要注意控制設(shè)備廠房的常規(guī)氣溫、濕度等客觀環(huán)境,保持不會加速鍍銀層變色的環(huán)境。并在設(shè)備的包裝方面也大范圍使用蠟紙放干燥器包裝并存儲,減少包裝上對鍍銀層的損壞。為了使鍍銀件發(fā)揮最大利用價值,需要技術(shù)人員不斷引入新型鍍銀技術(shù),完善技術(shù)中的缺陷,使鍍銀工作有效配合電氣設(shè)備的運(yùn)行。
做好鍍銀件的防腐蝕變色工作處理,不僅能延長鍍銀設(shè)備的使用壽命,更能夠通過鍍銀件良好的導(dǎo)電性與極壓抗磨性提高工廠的工作效率。鍍銀件變色膜應(yīng)用于高壓開關(guān)設(shè)備等電子產(chǎn)品中,可以有效減少鍍銀件的損耗情況,提高其利用率和作業(yè)率,使電氣設(shè)備發(fā)揮最大利用價值,為企業(yè)帶來最大化的經(jīng)濟(jì)效益。
[1]陸琛.同軸連接器鍍銀氧化現(xiàn)象的分析和研究[J].機(jī)電元件,2012,32(5):26-27.
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