У замршеном свету електричних конектора, влага је непријатељ који делује тихо, али деструктивно. Док се механички кварови често најављују физичким оштећењима или испрекиданим сигналима,електрохемијска корозијанапредује невидљиво, трансформишући поуздане металне контакте у-препреке високог отпора или комплетна отворена кола. Разумевање зашто овај феномен напредује у влажним срединама је од суштинског значаја за инжењере који дизајнирају системе за спољашњу, поморску, аутомобилску или индустријску примену.
Фундаментална хемија корозије
Електрохемијска корозија није само рђа; то је галвански процес који захтева четири битна елемента: аанода(где метал оксидира), акатода(где долази до смањења), анелектролит(електрично проводљив раствор), и аметална стазаповезујући их. У конектору, ови елементи су често својствени његовој конструкцији. Сами контакти служе као електроде, док влага обезбеђује електролит када се кондензује на површинама или продре у кућиште.
Када су два различита метала-или чак идентична метала са малим варијацијама у површинском стању-изложена електролиту, формира се галванска ћелија. Активнији метал постаје анода, губи електроне и раствара се у металне јоне. Мање активни метал делује као катода, где долази до редукције кисеоника или еволуције водоника. Овај ток електрона кроз метални пут довршава коло, омогућавајући континуирану корозију.
Влага као катализатор
Влажна средина је посебно опасна јер се влага понашакритични електролит. Чиста вода је лош проводник, али атмосферска вода никада није чиста. Он апсорбује угљен-диоксид, формирајући слабу угљену киселину, и раствара загађиваче у ваздуху као што су сумпор-диоксид, хлориди из морског спреја или соли на путу, и индустријске загађиваче. Ове нечистоће претварају кондензовану влагу у високо проводљив електролит способан да подржи снажну корозију.
Механизам почиње када атанак водени филмформе на металним површинама. Овај филм омогућава да јонска струја тече између анодних и катодних места на истом контакту или између суседних контаката различитих материјала. Стопа корозије зависи од неколико фактора:
Релативна влажност:Корозија се значајно убрзава изнад 60-70% релативне влажности, прага на којем слојеви адсорбоване воде постају непрекидни.
температура:Више температуре повећавају брзину реакције и растворљивост корозивних гасова.
Загађивачи:Хлориди су посебно агресивни, разбијају пасивне оксидне филмове и убрзавају корозију.
Корозија пукотина и ћелије за концентрацију кисеоника
Конектори су јединствено рањиви напукотина корозијајер њихов дизајн инхерентно ствара уске просторе: између спојених контаката, испод жичаних заптивки и унутар интерфејса кућишта. У овим пукотинама, дифузија кисеоника је ограничена. Овај диференцијал ствара анћелија концентрације кисеоникагде област{0}}осиромашена кисеоником (обично унутрашњост пукотине) постаје анодна у односу на спољашњост богату кисеоником{1}}. Резултирајућа разлика потенцијала покреће корозију која може брзо деградирати контакте и терминале.
Овај феномен објашњава зашто чак и конектори са одличним укупним заптивањем могу да покваре када влага нађе свој пут до мале пукотине. Једном покренути, производи корозије (оксиди, хлориди, сулфати) заузимају више запремине од оригиналног метала, стварајући механички стрес који може да напукне кућишта или додатно угрози заптивке.
Галвански спојеви унутар конектора
Модерни конектори често комбинују више метала да би оптимизовали перформансе: легуре бакра за проводљивост, позлаћене или калајне облоге за ниску отпорност на контакт, и разне основне метале за кућишта и опруге. Сваки метал има посебангалвански потенцијал. У сувим условима, ови различити метали коегзистирају без проблема. У влажним срединама са присутним електролитом, они формирају галванске парове где мање племенити метали кородирају.
На пример, калај{0}}контакт спојен са позлаћеним-контактом у влажном окружењу ствара значајну потенцијалну разлику. Калај, будући да је активнији, постаје жртвена анода и брзо кородира-феномен познат каогалванска корозија. Слично томе, изложени бакар на крајевима жица или оштећеним местима може деловати као локализоване аноде, што доводи до прераног квара.
Спречавање електрохемијске корозије
Ефикасна превенција корозије у влажним срединама захтева више{0}}слојни приступ:
Заптивање и инкапсулација:Конектори високе ИП{0}}врсте (ИП67, ИП68) спречавају улазак влаге. Једињења за заливање могу да инкапсулирају унутрашње контакте, потпуно елиминишући пут електролита.
Избор оплата:Племенити слојеви попут злата преко никла пружају одличну отпорност на корозију. За апликације где је злато непрактично, може се користити дебели калај или сребро са одговарајућим инхибиторима корозије.
Пузање и размак:Повећање растојања између контаката смањује ризик од цурења јонске струје преко површина.
Компатибилност материјала:Минимизирање разлике галванског потенцијала одабиром метала са сличним електрохемијским потенцијалима.
Контрола животне средине:У критичним применама, коришћење конформних премаза или одржавање затворених кућишта са средствима за сушење може у потпуности елиминисати влагу.
Закључак
Електрохемијска корозија у конекторима није питање ако, већ када-нарочито у влажним срединама. То је предвидљива последица основне електрохемије, убрзана влагом, загађивачима и инхерентним комбинацијама материјала неопходних за функцију конектора. За инжењере, разумевање ових механизама претвара корозију из непредвидивог квара у ризик којим се може управљати. Одабиром конектора са одговарајућим заптивкама, облогама и компатибилношћу материјала, као и узимањем у обзир пуног радног окружења, поуздане дугорочне перформансе-могу се постићи чак и тамо где је влажност немилосрдна.
