镀银件变色膜在电子产品中的应用分析

2014-08-15黄鑫阜新阜锦开关电气制造有限公司辽宁阜新123100

化工管理 2014年12期

黄鑫（阜新阜锦开关电气制造有限公司辽宁阜新123100）

镀银件存放在常规环境中会与空气中的硫等化学物质迅速反应，使镀银层腐蚀、变色，影响镀银设备的使用寿命。本文分析了镀银件的腐蚀变色机理及变色原因，并简要介绍了镀银件变色保护膜两种生成膜的具体应用方法与作用，以期为同行业镀银件的防腐变色工作提出意见和建议。

一、电子产品镀银件腐蚀变色机理及原因分析

由于银较为活泼的化学性质，对常规大气环境中含硫气体较为敏感，极易与硫产生反应生成黑色的硫化银，反应式为4Ag+2H2O+O2=2Ag+2Ag2S+2H2O常规环境下在光的催化中反应会加快。主要变色过程为：出现黄点→生成黄斑→黄斑发黑→整个镀层变为棕褐色[1]。镀银件镀银层的变色原因主要有以下几点：

1.镀银件由于使用环境的差异，对其镀层变色的影响性较大。据同行业调查数据分析显示，镀银件镀层的变色速度会随气温程正比例变化，即南方的夏天比北方变化速度快。北方冬天变色速度却比南方快，因为北方的冬天会使用暖气，引起空气中的含硫量增加，导致镀银层变色速度加快。

2.镀银件的结构形状中多带有滚花螺纹形状，或表面粗糙程度较高，这样的结构和表面易在镀银件的纹理部位或台阶转角处粘附大量灰尘与水分。从而受到含硫气体覆盖会引起镀层变色速度加快，扩散速度也会加快。

3.在镀银件的镀银工艺方面，也存在着不足导致镀层变色加快。比如，镀银前未用镀镍为阻挡层，使镀层中金属杂质快速向表面渗透，加快变色速度。镀银工艺中的光亮工艺多使用光亮剂，其为含大量硫的有机物，使变色范围扩大。

4.镀银件在进行镀后包装时，包装方式上也需要注意。传统的镀银件包装一般用牛皮纸进行简单包装，但其材质较易吸潮，遂改用塑料袋进行热压封口包装。改用塑料袋包装后发现封口处镀银件镀层仍会变色[2]。

二、镀银件变色膜应用于高压开关设备的方法与作用分析

镀银件变色膜是能够有效防止镀银件变色的保护膜，主要分为无机保护膜（如铝、铍、镁和锡的氧化物膜及铬酸盐等）和分子自组装膜（包括四氮唑保护性配合物膜及各种有机化合物在镀层中形成的配合物膜）。镀银件应用于电子产品中可以有效提高产品部件导电性，提高产品的工作效率。本文以高压开关中的电器元件为例，介绍应用镀银件变色膜的方法与作用。

高压开关中的电器元件主要有电压互感器、开关柜接地开关、避雷器、隔离开关、变压器、高压电抗器、绝缘件等。高压开关设备触头一般以铝或纯铜材质为主，导电性能较好但电阻略大。为了减小导电过程中的电阻，导电触头接触的部位一般会采用镀银的方式，保证导电过程中接触电阻达到要求的标准。镀银层面的变色和腐蚀会使导电触头灵敏性降低，使镀银层在使用过程中通过过度摩擦而减薄甚至脱落。因此，镀银件变色膜在高压开关的相关设备中，对元件的运作效率起着非常重要的作用。

1.无机保护膜技术分析

无机保护膜应用于高压开关设备中，可以有效减少高压开关电器元件在运作摩擦过程中的损耗。在无机保护膜的使用过程中，需要辅助润滑油及含氯、磷等有机物的添加剂，加强摩擦化学作用。润滑油可以应用于电器元件边缘，使元件边界润滑条件较好，在无机保护膜的作用下阻止运作摩擦过程中的摩擦副表面与元件直接接触，从而极大程度的该审了电器元件的承载力和抗磨性能。含磷有机化合物添加剂辅助无机保护膜，可以有效提高整体极压抗磨效果。

当前运用较为广泛的有机物添加剂主要包括磷酸三甲酚酯、磷酸酯、以及酸性亚磷酸二丁酯等分子链较长的添加剂，同类研究数据显示，有机化合物添加剂中的分子链长度与添加剂整体极压抗磨性能成正比，选取分析链较长的添加剂可以发挥添加剂的最优极压抗磨作用[3]。含氯有机物添加剂主要指的是活跃性较高的氯化石蜡，运作摩擦过程中会分解释放氯、氯化氢，生成含Fe-Cl3和FeCl2的无机保护膜，有效提高极压抗磨作用。但由于氯化石蜡的极压抗磨作用在湿润环境下会降低甚至失效，所以使用过程中需尽量避免在较为湿润的环境下使用。

2.分子自组装膜技术分析

当前的镀银技术中，分子自组装膜的应用也较为广泛，是镀银件防腐变色的重要研究问题。分子自组装膜具有自发化学吸附的特点，应用于高压开关电器元件可发挥其较强的黏合力，使电器元件形成自组装膜。

根据同行业镀银件防腐蚀测试的数据结果，应用分子自组装膜的镀银件经过数次有机溶剂除油和稀硫酸活化过程，并在30℃左右0.15mol/L的异丙醇溶液里浸泡1小时。使镀银件表面形成单分子自组装膜后进行10mmol/LNa2S点滴实验，数据表明保护膜对镀银层的保护率≥90%，并在常规环境中可至少持续半年左右。在分子自组装膜的应用过程中，还有一些因素会影响分子自装过程和分子自组装膜的质量，需要技术人员注意。应用分子自组装膜技术前需要对镀银件进行全方位检查和清理，掌握表面的纹理及粗糙程度，注意记录和调整室内温度，以免对生成膜的质量和防腐蚀变色能力造成不必要的影响。

另外，除了以上两种保护膜的应用，技术人员还需要注意控制设备厂房的常规气温、湿度等客观环境，保持不会加速镀银层变色的环境。并在设备的包装方面也大范围使用蜡纸放干燥器包装并存储，减少包装上对镀银层的损坏。为了使镀银件发挥最大利用价值，需要技术人员不断引入新型镀银技术，完善技术中的缺陷，使镀银工作有效配合电气设备的运行。