Tipuri de atac coroziv

1. Coroziunea uniformă (când toată suprafaţa metalului este afectată de coroziune) este cea mai cunoscută formă de coroziune. Deşi atacul uniform genereazä cea mai mare distrugere de metal sub aspectul cantităţii, el nu este considerat periculos dpdv tehnic, deoarece durata de viaţă a echipamentului poate fi estimată destul de exact pe baza testelor de laborator. Aprox. 30% din cazurile de coroziune.

2. Coroziunea localizată (când atacul este limitat la arii specifice sau părţi ale unei structuri). Majoritatea formelor de coroziune localizată sunt dificil de prevazut, iar odată iniţiat atacul, propagarea se face cu viteză mare, conducând la scoaterea prematură din uz a piesei metalice. De aceea, acest tip de atac este considerat periculos. Aprox. 70% din cazurile de coroziune.

Forme de coroziune localizată:a) Coroziunea pitting (punctiformă) – când atacul se concentrează pe suprafeţe mici de 0,1 –

2 mm, distrugându-se intens metalul în adâncime şi în cazuri limită, cauzând perforarea peretelui metalic. Ex. metale acoperite de un film protector (poate fi chiar un produs de coroziune) şi care se desprinde pe o anumită zonă.

b) Coroziunea galvanică – când două metale diferite se află în contact în mediul coroziv; se datorează tendinţei diferite oxidare – cedare de electroni a metalelor resp. Ex. la suduri, diverse contacte (Ni-Cu, Cu-Al, oţel inox/oţel carbon etc.)

c) Coroziunea termogalvanică – când o zonă a materialului metalic se află la o temperatură mai mare decât o zonă adiacentă (agentul coroziv va produce un atac localizat în zona gradientului de temperatură).

d) Coroziunea selectivă – apare la aliaje, când unul din componenţii acestuia este mai susceptibil la atacul coroziv şi se corodează preferenţial, fără modificarea aparentă a dimensiunilor piesei metalice, dar provocând apariţia unor zone poroase, deci o reducere drastică a proprietăţilor mecanice. Ex. dezincarea alamei.

e) Coroziunea intergranulară (intercristalină) – când atacul este localizat la limita dintre grăunţii cristalini ai metalului, având drept rezultat pierderea rezistenţei mecanice şi a ductilităţii, iar în cazuri limită, determinând dezagregarea aliajului. Ex. la aliajele de tip duraluminiu sau oţeluri inoxidabile datorită tratamentelor termice necorespunzătoare.

f) Coroziunea prin curenţi de dispersie – când există un curent continuu rezidual care apare în anumite zone, fluxul de electroni corespunzător favorizează coroziunea. Ex. curenţii de dispersie de la tramvai sau metrou afectează conductele sau alte piese metalice aflate în zonele de sol afectate.

g) Coroziunea microbiană – este generată de bacterii, mucegaiuri şi ciuperci prin atac direct asupra metalului sau prin formare de produşi acizi, suf, hidrogen sufurat sau amoniac.

h) Coroziunea prin crevasă – când zone adiacente ale metalului se află în contact cu soluţia corozivă în care există un gradient de concentraţie în componentul reactiv. Ex. coroziunea în crevasă datorită aerării diferenţiale

i) Coroziunea prin acţiunea combinată a mediului de coroziune şi a unor solicitări mecanice – coroziunea fisurantă (fragilitate alcalină, oboseala corozivă, frecarea corozivă, cavitaţia corozivă).

Coroziune în industria electronică

Se constată în ultimii ani un interes ştiinţific (dar şi economic) din ce în ce mai mare pentru coroziunea dispozitivelor electronice. Există chiar unele păreri avizate că marea majoritate a defectelor de funcţionare a componentelor electronice sunt provocate de coroziune.

Cauze principale ale producerii şi propagării coroziunii componentelor electronice:- prezenţa umidităţii în mediul de funcţionare (din ce în ce mai divers, ca urmare a diversificării

domeniului de utilizare a acestor dispozitive);- funcţionarea în câmp electric, cu gradienţi mari de tensiune 105 – 106 V/cm;- prezenţa unor substanţe contaminante la suprafaţa componentelor (resturi din faza de

prelucrare; ex. cloruri, sulfaţi, saruri de sodiu, amoniu, potasiu, magneziu, calciu) si a prafului;- miniaturizarea: defecte mici se pot amplifica.

Dispozitive electronice afectate:- circuite integrate; material: aliaje pe bază de Al, adesea cu adaosuri de Si şi Cu;- conductori şi conectori, piese metalice ale plăcilor de circuite integrate; material: Cu, iar

sudurile din aliaje Pb-Sn;- contactoare; material: Cu cu depuneri de Ni sau Au pentru îmbunătăţirea rezistenţei la

coroziune.

Evaluarea corozivităţii diverselor medii asupra componentelor electronice se realizeaza cu raportare la Cu. Există medii corozive de 4 categorii: - clasa G1 – produc coroziune redusă (<300 Å / lună) – timpul de funcţionare recomandat

pentru componenta electronică: nedeteterminat;- clasa G2 – produc coroziune moderată, măsurabilă (<1000 Å / lună) – timpul de funcţionare

recomandat: 3 – 4 ani;- clasa G3 – produc coroziune mare (<2000 Å / lună) – timpul de funcţionare recomandat: 1 –

2 ani;- clasa G4 – produc coroziune severă (<3000 Å / lună) – timpul de funcţionare recomandat: < 1

an.

Forme de coroziune în electronică / exemple:- coroziune anodică – ex. Al, sau depunerile de Au, Cu din circuite integrate; cauza:

amplificarea reacţiilor anodice şi a migraţiei ionilor de către gradienţii de tensiune aplicaţi componentului electronic respectiv, în prezenţa umidităţii şi a contaminanţilor de tipul clorurilor;

- coroziune catodică – ex. reducerea apei (provenită din umiditate) în zona catodică determină apariţia unui pH bazic care conduce la dizolvarea stratului protector (de oxizi, sau altele) a aluminiului;

- migraţia electrolitică a metalului – la componentele cu Ag – ex. în prezenţa umidităţii, ionul de argint Ag+ migrează spre catod (-) şi se depun, formând dendrite; acestea cresc în timp ajungând la dimensiunile distanţei dintre componente, deci pot conduce la scurtcircuit; alte metale care pot forma dendrite: Au, Sn, Pb, Pd, Cu.

- coroziune în pori – ex. la contactele electrice şi îmbinárile metalice, care au în general, electrodepuneri de metal nobil (ex. Au). Spre exemplu daca metalul depus este Cu sau Ag şi funcţioneazá în atmosferă cu sulf şi clor.

- coroziune în prezenţa frecării – ex. contactoare din Sn, cu formare de “fulgi” de oxid de staniu care se desprind de pe suprafaţa pieselor.

- coroziune galvanică – ex. circuite integrate din Al + Au încapsulate în material polimeric (care e poros şi deci umiditatea poate ajunge totuşi la componente); pe perioada depozitării componentelor se acumuleaza umiditate, iar efectul coroziunii se va amplifica la punerea în funcţiune).

- altele.

Metode de prevenire şi combatere a coroziunii în electronică:- încapsularea componentelor electronice în materiale polimerice sau ceramice; dar: polimerii

sunt în general poroşi, deci permeabili pentru umiditate; materialele ceramice sunt mai eficiente, dar trebuie mare atenţie pentru evitarea existenţei unui mediu coroziv în interiorul capsulei;

- utilizarea inhibitorilor de coroziune volatili (VCI), substanţe care în cantităti mici au proprietatea de a reduce viteza de coroziune; ele există în mai multe variante constructive în funcţie de forma şi dimensiunile dispozitivelor de protejat.

- altele.