1.2.1 电子设备防腐蚀现状
2000年5月,电子科学研究院组织编著并出版了《电子设备三防技术手册》一书,对当时电子设备防腐蚀技术的现状进行了总结,提出了设计选用和生产制造的指导建议。20多年来,在相关领域高校、科研院所和企事业单位的共同努力下,我国电子设备防腐蚀的整体水平有了长足的进步,特别是紧扣国家发展战略和电子技术发展主线,在海洋环境使用的复杂电子设备防护技术研究领域成果丰硕。1.1.2节所列举的过去一些电子设备的典型腐蚀现象目前均已有了有效解决措施并通过实际工程应用考验。
1. 基础研究持续深入并迈上数字化、信息化道路
国内以北京科技大学、中科院金属所、中科院海洋所、工信部电子五所、兵器工业五十九所、中船重工七二五所等一批高校和科研院所为代表的基础研究单位,联合电子设备研制生产企事业单位,持续深入开展腐蚀机理及防护理论研究,并且持续深入开展各种材料、结构的试验室腐蚀加速试验和国内不同环境条件代表站点的自然暴露腐蚀试验研究,积累了大量的材料环境腐蚀数据和企业产品环境腐蚀数据,为电子设备新产品设计研发提供了有力的支持。相关内容在本书第2章、第3章进行介绍。在科技部科技条件平台建设重大项目和国家自然科学基金重大项目的支持下,2010年北京科技大学李晓刚教授等牵头建立了“国家材料环境腐蚀(老化)数据共享网”和腐蚀数据管理及应用网络数据库系统,实现了材料环境腐蚀数据的规范化和标准化管理,并实现了数据的完全共享。2019年,在以上工作的基础上,成立了“国家材料腐蚀与防护科学数据中心”,这是国家首批20个国家科学数据中心之一。同时,一批“腐蚀大数据技术”腐蚀分析和表面处理工艺的仿真软件也被开发出来并得到应用,使防腐蚀的预测和施工跟上了数字化、信息化的脚步。相关内容在本书第12章进行介绍。
2. 系统防护理念和工程设计实践持续增强、成效显著
随着电子设备环境适应性和可靠性要求的不断提高及强化,从方案论证和设计源头即开始抓系统防护的理念已越来越深入地体现并落实在电子设备设计及研制过程中。在系统方案设计中充分重视“小环境”设计,采用除湿、除盐、液冷和闭式空冷等措施消除和减小恶劣自然环境腐蚀因素对设备的影响。在零部件结构设计中合理选材,采用防护友好的针对性细节设计和密封、湿装配等隔离措施从设计源头提高产品抵御环境腐蚀的能力。而科技发展带来的一系列小型化、实用化环境调控设备、器件,如除湿机、除盐机、制冷机、防水透气阀等,也为电子设备防腐蚀能力的提升提供了有力支持。在此方面,电子设备研制生产的企事业单位经过研究、实践都形成了具有自身特色的设计模式和设计规范,产品的环境适应性设计能力大大增强。相关经验成果在本书第9章、第10章进行介绍。
3. 防腐蚀材料及工艺研究在固本强基基础上取得长足进步
材料和工艺领域的技术发展及质量管理的深入为电子设备防腐蚀能力的增强提供了强有力的支持。在基础材料领域,耐蚀钢、耐蚀铝合金和钛合金、复合材料、高性能工程塑料等先进材料的发展及在电子元器件、电子设备中的应用,有效弥补了过去的一些短板,提高了基体材料耐腐蚀能力。在防护材料领域,高耐候性氟碳涂料、防污染防凝露特种涂料、高性能石墨烯锌涂料、敷形防护涂料、高性能缓蚀剂等一大批新型防护材料完成研发并进入工程化应用;在防护工艺领域,微弧氧化工艺、高性能化学转化膜工艺、气相沉积工艺等一批新工艺在产品中广泛应用。防腐蚀施工工艺绝大部分属于特殊过程,我国自20世纪90年代后期开始全面推行质量管理体系,实施20多年显著增强了防腐蚀生产过程的质量管理水平,有力促进了防腐蚀传统工艺和生产制造过程的固本强基。这些材料、工艺和生产过程方面的进步及应用有效提升了电子设备长效防腐蚀能力,使得电子设备原来普遍存在的腐蚀问题得到极大改善。电子设备材料常用金属、非金属材料的选用及防腐蚀工艺在第4章~第8章进行介绍。
4. 防腐蚀管理体系和考核评价体系不断完善
随着对防腐蚀重视度的不断加强,从电子设备用户到研制生产单位在防腐蚀管理体系方面从无到有、从弱到强持续深化完善,在防腐蚀目标要求制定、管理技术团队建立建设、控制措施落实监督、结果考核评价、问题回溯归零等环节形成了一批标准及规范。防腐蚀管理体系的建立和增强,是电子设备防腐蚀水平提升的重要助推器。在防腐蚀考核评价体系方面,对试验室加速试验考核的指标体系、指标要求及试验室加速试验方法的研究进一步深入,体现在相关试验考核标准规范的迭代更新和新产品防腐蚀考核指标体系的扩展提高,强化了对电子设备材料、工艺及结构选用的有效把关。防腐蚀考核评价体系的进步和加强,是电子设备防腐蚀水平提升的又一重要助推器。电子设备腐蚀试验在本书第11章进行介绍。