Основные механизмы и количественные показатели отказов изоляционных свойств анодированного окисления
Авиационные детали используют алюминий (например, 7055, 7075) После обработки, часто необходимо анодировать повышение износостойкости и коррозионной стойкости, но качество закрытой обработки оксидной пленки непосредственно определяет, может ли сопротивление изоляции соответствовать стандартам аэроэлектроники. Незакрытая или неправильно закрытая окислительная пленка имеет большое количество микропор, после поглощения иона миграция может привести к снижению сопротивления изоляции между слоями и даже вызвать частичный разряд. Основным показателем является межслойное сопротивление (Insulation Resistance), обычно требуется больше 10 ^12 Ом·cm², и напряжение должно быть испытано на отсутствие пробоя AC 1500 В/60 с. Закрытая обработка преобразует гидроксид алюминия из поров в кристаллическое состояние AlOOH с помощью горячей воды или соли циркония и никеля, закрывая поры для повышения плотности. Если температура закрытия слишком высокая или недостаточно времени, пористая структура слоя мембраны остается, изоляционные свойства значительно ухудшаются, что приводит к накоплению статического электричества или помех сигнала, что особенно важно в высокочастотных элементах связи.
Ключевые технологические параметры, влияющие на качество закрытия
Качество изоляции зависит от температуры, времени, pH и жесткости воды. Технология изоляции стандартной кипящей водой требует температуры воды 98- 100℃, время 10-30 мин, значение pH нейтральное. При температуре воды ниже 90℃ скорость реакции воды снижается, степень изоляции недостаточно; если время превышает 45 мин, то мембранный слой может вызвать явление «пылевая», уменьшить механическую прочность и ввести микротрещины, что нарушает непрерывность изоляции. При отклонении значения pH от нейтрального диапазона (6,5 - 7,5) щелочная среда вызывает коррозию незакрытых окислительных мембран, а кислотная среда препятствует водоображанию. Кроме того, использование деионизированной воды имеет решающее значение, поскольку в водопроводной воде содержатся примеси Ca² и Mg², что приводит к образованию местных каналов с низким сопротивлением. Рекомендуется работать при условии, что жесткость воды ниже 0,05 ммоль/л, чтобы обеспечить чистоту слоя мембраны.
Сравнение изоляционных свойств обычного кипящего и солевого уплотнения
В настоящее время в авиастроении используется технология охлаждения циркония или никеля, которая отличается по своим характеристикам и условиям применения. Закрытие кипятком недорого и зрело, но может снизить твердость слоя мембраны примерно на 5- 10% из-за теплового напряжения, а высокая температура может повредить окрашенные детали. Соль закрывается при комнатной температуре или 50- 60℃, твердость поддерживается хорошо, но стоимость высока, и если остаточный ион соли не очищается, то он становится всасывающим носителем, что приводит к медленному снижению сопротивления изоляции в течение длительного хранения. В следующей таблице сравнивается влияние двух основных процессов закрытия на свойства изоляции и границы применения.
| Тип процесса | Типовые диапазоны параметров | Выражение сопротивления изоляции | Преимущества | Риски и применимые ограничения |
|---|---|---|---|---|
| кипяток закрытый | 98-100 °C, 10- 30 мин | Высокое начальное сопротивление, хорошая стабильность | Низкая стоимость, отсутствие химических остатков | Большой тепловой удар, небольшое снижение твердости; не подходит для предварительно окрашенных деталей |
| цирконий холодный закрытый | 50-60 °C, 5- 10 мин | Сопротивление близко к кипятку, низкое водопоглощение | Отсутствие теплового напряжения, высокая твердость слоя мембраны | Высокая стоимость, требуется строгая промывка воды; недостаточная сушка может вызвать явление |
Долгосрочное воздействие микрочастиц на изоляцию и чистоту поверхности
Наиболее наглядный способ отказа от работы с плохой изоляцией-увеличение поглощения воды в слое мембраны. В сухой закрытой пленке водопоглощение менее 0,5%, а в незакрытой пленке-более 30%. Во влажной среде (Относительная влажность> 80%), электропроводность мембран экспоненциально повышается с учетом влажности. Воздушные детали работают между кабиной и внешней атмосферой, перепады температур приводят к конденсации. Недостаточно закрытые микропоры становятся каналом конденсата, соединяющим матрицу с внешней цепью. Кроме того, при промывке перед закрытием не удаляются остатки электролита (ионы хлора, нитрата), эти ионы кристаллизуются в пористости мембраны, образуя высокопроводящие ионы. Рекомендуется проводить проверку электропроводности после закрытия для обеспечения электропроводности промывочной воды менее 5 мкг С/см и для повышения однородности проникновения герметичного агента с помощью смачивания растворителей с низкой поверхностной энергией (например, фторуглеродов).
Нормы контроля и режим отказа для проверки изоляционных свойств
На этапе приемки проводятся испытания в соответствии с MIL-A-8625 или ASTM B137. Основные испытания включают:
- Испытание межслойного сопротивленияПри помощи высокосопротивления (например, Keithley 6517B), прикладывают DC 1000 В, измеряют сопротивление между двумя электродами, стандарт соответствия обычно составляет> 10 ^12 Ом (в соответствии с спецификацией).
- Испытание на стойкость к воздействию напряженияAC 1500 В, 1 мин., без пробоя и перекрытия.
- Испытание в закрытом режиме:: Выщелачивание ионов алюминия после изоляции в воде при 100°C по ASTM B436.
