蔡司显微镜产品及附件要点.pdf

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1、蔡司显微镜产品及附件 产品型号 ：Pro 580ES 技术参数 ： 像素： 580万像素 像素大小： 4.65 (H) x 4.65(V) 靶面：彩色冷 CCD 采集分辨率： 2776x2074 1392x1040 640x480 灵敏度： 0.05lux 最大曝光时间： 64 minutes 色彩深度： 24 or 48-bit RGB 白平衡：自动白平衡手动 曝光：自动曝光、手动曝光 快门速度： 1/10000 sec. to 60 sec 采集速度：最大 15fps 文件格式： BMP, JPEG, TIFF, DIB, and FlashPix 产品名称： 研究级正立智能数字万能材料显

2、微镜Axio Imager A2m 技术参数 ： 1 、 物镜倍数： 5X 10X 20X 50X 100X 可选 1.25X 2.5X 150X 2 、 目镜倍数： 10X 16X 25X 3 、 视场数： 23、25 4 、 放大倍数： 12.5X-6000X( 选配 ) 5 、 物镜转盘： 6-7 孔 6 、 观察功能：明场高级暗场圆偏光微分干涉荧光 7 、 光源： 12V100W卤素灯 , 智能化光路管理器, 光强自动可调 8 、 可扩展性：可配图像分析系统( 数码相机、摄像头、图像分析软件) 9 、 可配显微硬度附件 10 、可配透射光附件 注: 带为蔡司公司独有专利技术, 未向任何

3、公司转让。 全新一代智能型正立式显微镜Axio Imager A2m是成功的Axio Imager A1m的全新升级产品，在 Axio Imager A1m卓越的产品性能基础上，对光路设计尤其是照明系统进行了全新的升级，将光 学系统的优化发挥到了极致，展现给您无微不至的细节和最锐利的显微图像。 Axio Imager A2m 的诞生给显微镜提出了全新的标准，将蔡司的显微技术又一次推向了巅峰。凭借Axio Imager ， 蔡司再次向世界证明了其全球技术先锋的领导地位！ 性能描述 : 高精度新标准ICCS 物镜让更多细节呈现在您眼前 卡尔蔡司专为 Axio Imager 重新设计并系统地扩充了高

4、性能物镜系列。它是基于 ICCS 光学系统在物镜上所做的新开拓，贡献了最精细的质量。这种物镜有着丰富的反差，可捕捉清晰、 锐利的图像，对于后期图像处理和分析非常有利。它为使用高分辨率数码摄像头奠定了基础。 ICCS 光学系统更高质量的创新 ICCS是卡尔蔡司在成功的ICS 无限远光学系统基础上，进行系统优化后的成果。它最显 著的优点包括高图像反差，完美的均匀度以及空前的分辨率。通过Axio Imager 上可自由使用 的平行光路空间，您可以安装如光源、检测器等额外的组件。这就意味着您可以毫不费力的构建 一个适合您自己的系统解决方案，并且通过它来实现您的科研思路。 光源智能化光路管理器 采用最完

5、善的柯拉照明系统，自动调节光强及光强记忆功能，使用长寿命高亮度 12V100W卤素灯，带调光装置和显示，增强光的色还原性，提高分辨率，光效高而且均匀。以 往，光强必须靠手动调节，以适合物镜或观察方法的每一次切换，因此，这一过程就不能自动化。 Axio Imager 的专利技术产品光路管理器则提供了解决方案，Axio Imager可以保存18 个组合 参数（ 6 个物镜 3 个变倍器 Optovar 位置）。 Imaging Cell隔热，无震动观测 Axio Imager的专利设计使其不受震动的影响，并且很长时间内不受外界温度变化的影 响，因此，它为成像，特别是长时间序列图像的采集过程创造了一

6、个很好的条件。 令人信服的人机工程学设计在工作中得到完全的放松 卡尔蔡司为 Axio Imager 设计了一个超前的工作理念并且最大程度的简化了许多功 能的操作过程，目标是将您从长时间、繁重的工作压力中解放出来，从而让您完全把精力投入实 验之中。所有的这一切皆得益于可以直观操作的技术，并不取决于电动或者手动。 控制键一切唾手可得 Axio Imager 是按照一个先进的操作理念所设计的，所有的控制键都按照人机工程学被安置 在调焦手柄周围，并可通过其表面形状十分轻易的区分开来。自动型拥有10 个可供自由设置的 按钮，而手动型则通过5 个预设按钮来控制亮度，切换电动反射及透射光光闸。 ACR 智能

7、、便捷 ACR 是一个创新的概念自动部件识别。这意味着 Axio Imager. 可完全独立的自动检 测并识别所使用的物镜及反射器组件。如果您更换了这些组件，系统将会立即辨认出替换后的组 件并记录下来。这将能确保您在操作中的简便性以及安全性，操作错误以及复杂的操作程序将 不复存在。 产品名称： Axiostar偏光显微镜 技术参数： 光学系统： ICCS光学系统镜体： FEM设计， ACR位置编码 1、ICCS物镜： 5X、10X、 20X、40X、63X 2、目镜： 10X/20 3、物镜转盘：5 孔对中物镜转盘 4、观察功能：明场高级暗场专业偏光荧光 5、数字化平台：可配数字相机、计算机、

8、图像分析软件 6、可配冷热台 仪器介绍： Axiostar 会使您的日常工作更轻松！它具有高工效、灵活性好、稳定性强等优点。这些 优点在日常工作中是始终需要的。该显微镜是根据您的要求而设计的可满足专业的偏光显 微观察的需求，绝对让您的投资物超所值。对于卡尔蔡司这种高性价比的产品，您一定会感到 惊喜，购买Axiostar绝对是您一项高瞻远瞩的投资。 图像质量：提供最高反差、最高衬度、最高分辨率的锐利图像 光学系统：最新的国际标准的ICCS光学系统 设计理念：人机工程学原理, 模块化设计和开放式结构，保留了所有选择项，便于日后的升级 和功能增强 使用寿命： 60 年 产品名称： 研究级偏光显微镜A

9、xioskop 40 Pol 技术参数 ： 1、物镜倍数：5X 10X 20X 40X 50X 63X 100X 可选 1.25X 2.5X 150X 2、目镜倍数：10X 16X 25X 3、物镜转盘：6 孔 4、观察功能：透射光、反射光明场高级暗场专业偏光锥光微分干涉荧光 5、可扩展性：可配图像分析系统( 数码相机、摄像头、图像分析软件) 6、可配冷热台 7、可配显微分光光度计 仪器介绍： 勿庸质疑的优秀-Axioskop 40pol,遵循蔡司最高质量标准制造, 提供了优异的价值和性 能. 它在透射光和反射光的所有标准反差技术和测量技术中拥有许多独创的特色, 是当之无愧的 偏光专家 ! 图

10、像质量：提供最高反差、最高衬度、最高分辨率的锐利图像 光学系统：最新国际标准的ICCS光学系统 显微观察新技术( 蔡司专利 ) ： 圆偏光技术 设计理念：人机工程学原理, 模块化设计和开放式结构，保留了所有选择项，便于日后的升级 和功能增强 使用寿命： 60 年 原产地：德国( 国内无合资厂) 注：带为蔡司公司专利技术，从未向任何公司转让。 产品名称： 检验级体视显微镜DV4 技术参数 ： 1、总放大倍率：2.4X-64X 2、最大工作距离为285mm 3、基本物体视场直径为25mm 4、冷光源： 8V20W （12V75W, 15V150W 24V250W ） 5、可扩展性：可配图像分析系统

11、( 数码相机、摄像头、图像分析软件) 仪器介绍： 体式镜主要用于产品的宏观检验, 能够检验断口内的裂纹（挤压裂纹、 淬火裂纹、 铸造裂 纹）、裂口、纵向裂纹、焊接不良、疏松、氧化膜、气孔等宏观缺陷。 图像质量：提供最高反差、最高衬度、最高分辨率的三维图像 光学系统：最新的国际标准的ICCS光学系统 显微观察新技术( 蔡司专利 ) ： 防眩光技术 设计理念：人机工程学原理, 模块化设计和开放式结构，保留了所有选择项，便于日后的升级 和功能增强。 使用寿命： 60 年 原产地：德国( 国内无合资厂) 产品名称： 研究级体视显微镜Stemi 2000-C 技术参数 ： 1、总放大倍率：1.95X-2

12、50X 2、最大工作距离为286mm 3、基本物体视场直径为35mm 4、冷光源： 8V20W （12V75W, 15V150W 24V250W ） 5、可扩展性：可配图像分析系统( 数码相机、摄像头、图像分析软件) 仪器介绍： 体式镜主要用于产品的宏观检验, 能够检验断口内的裂纹（挤压裂纹、 淬火裂纹、 铸造裂 纹）、裂口、纵向裂纹、焊接不良、疏松、氧化膜、气孔等宏观缺陷。 图像质量：提供最高反差、最高衬度、最高分辨率的三维图像 光学系统：最新的国际标准的ICCS光学系统 显微观察新技术( 蔡司专利 ) ： 防眩光技术 设计理念：人机工程学原理, 模块化设计和开放式结构，保留了所有选择项，便

13、于日后的升级 和功能增强。 使用寿命： 60 年 原产地：德国( 国内无合资厂) 产品名称： 颗粒度分析仪（油品分析仪，清洁度分析仪） 颗粒度分析的飞跃全新高效的分析(Particle Analyzer Axio Imager. M1m and Particle Analyzer v12) 随着产品的不断小型化及包装质量要求的提高，其技术要求也更加严格 尤其是引起零部件功能损耗及药物产品质量下降的灰尘颗粒，需要得到可靠 精密的探测。许多工业部门从药品制造到自动供应商都已经认识到，他们 需要适当的书面材料来证明其零部件及清洗液的纯净度。最常见的方法即为圆形 滤波器颗粒分析油品及药物过滤后，残留物

14、将进行量化评级。直到现在， 一些简单标准的应用还受到颗粒分析系统的限制，许多指导方法，如ISO16232 ， 需要进行完全过滤才能实现。鉴于该种复杂分析所需要的分辨率及存储量，评 估只能在直径 50mm 的很小范围内进行，而其复杂的操作及有限的灵活性也造成 了其他局限。常规的工业应用需要一个能够适应现在的解决方案分辨率高、 通用、简单、可靠并能在全球范围内应用；能在多领域应用的高度灵活性并能轻 松应对未来的需要。 Carl Zeiss 颗粒度分析仪打破了当代颗粒分析的局限，将 工业颗粒检测引领到了一个新的高度。 完善的分析标准 颗粒度分析仪支持所有重要的国内及国际标准：包括 ISO4406 、

15、 ISO4407、 ISO16232、NAS1638 、ASTM D4378-03、VDA19等。所有方法都能通过菜单栏轻松 得到激活， 相关的级别、 级别标准及适当的测量参数都能自动设置及选择。Carl Zeiss 分析系统软件的最大优势在于其可编辑性，新标准能够便捷添加到现存系 统，而不依赖于软件版本的升级。 应用： 过滤膜残留物测定 用圆形过滤器进行颗粒分析是进行质量保证的标准过程。按照生产流程， 将随机抽取的零部件样本用一定量的液体进行清洗，然后压/ 吸过过滤膜，任何 的灰尘颗粒将被滤出，然后在显微镜下进行观察。这一过程也在风能电站得到 应用，例如：检测服务间隔，在这里，使用到了润滑剂

16、。在所有领域的应用中， mm 级的大颗粒具有明显的重要意义，它们只能通过图像拼接来精确获取。颗粒 度分析仪第一次使其成为可能， 完整的获取整个圆形滤波器的图像，不需要进行 多次测量即可执行相关评估，结果即为所有定义尺寸范围的精确分析。 油品污染度（清洁度）分析 即：检测油中污染杂质颗粒的尺寸、数量及分布，检测润滑油中的污染 颗粒的数量和污染等级。 对于精密的液压系统， 固体颗粒污染将加剧控制元件的 磨损；对于透平系统，固体颗粒污染将加剧轴承等部件的磨损。 铁谱磨损分析 检测用油中磨损颗粒的形状、成分、大小和数量。对磨损颗粒形状的分 析, 判断设备的异常磨损类型； 对磨损颗粒大小和数的分析， 判

17、断设备的异常磨 损程度；对磨损颗粒成分的分析, 判断设备的异常磨损部位。 塑胶孔隙度 碳化硅（ SIC）是一种常在化学及电子工业（半导体技术）、航空航天、 工具制造、机械工程及自动化工业（发动机构成）领域应用的材料。由于SIC 是一种及其坚固的材料，它可以作为暴露在1400C 以上（消除机械及腐蚀压 力）物体的理想组件。 由于 SIC 的粒子比例及尺寸决定其机械品质及最终产品的 表面特 征， 对这些特性进行分析在工业上具有极其重要的意义。最新 Carl Zeiss 颗粒度分析仪的高度灵活可靠使其成为应用领域强有力的分析工具。 压铸部件缺陷 材料的力学性能常常受到制造相关工艺铸造的负面影响（增加

18、了内 部的集中应力），如气孔、气洞和空洞，尤其带有镁或铝铸造材料时，收缩气孔 及天然气空洞不可避免，从技术的角度看更是如此，但是，它们可以通过对生 产及冷却过程进行修正来调整。今天，工业领域尤其重视对断裂 （尤其在材料表 面）的自动探测，断裂尺寸也是如此。主要焦点都集中在：在大缺陷上将造成 单个图像测量时的分析不足， 颗粒度分析仪在图像拼接上的功能使其能够在该领 域获得可靠结果。 药膏结晶活性 药膏，如皮肤及粘膜的杀菌剂制备，是根据其活性物质的分布来探测的，表 现为结晶形式。 样本或来自开发的新产品， 或来自完成的药膏软管， 其品质已在 生产过程中探测完成。在透射光显微镜下，药膏涂抹在切片上，

19、在偏光观察方 式下进行观察（ 10x 及 20x 物镜），活性物质结晶能够作为暗色结构清晰可见并 利用图像分析进行评估。为了验证该系统，一个常规面积（100平方微米面积 圆）应每月测量一次并将测量结果同相关值进行比对，颗粒度分析仪第一次使其 成为可能，大的晶体聚合物及小的颗粒均能一步探测测量，并将其颗粒分布同 标准操作规程下的分布进行比对。 产品名称： 图像分析软件 曾经是否问过您自己， 一个真正优秀的图像处理系统能做些什么？首先， 灵活性是最基本的。一方面，您想能够有效和可靠地处理任何工作；另一方面， 您想能够立即使用您的系统来开展工作。一个优秀的系统必须具备开放的体系 结构，它适用于您现在

20、没有想到的将来图像处理操作。换句话说， 一个优秀的图 像处理系统必须是一项长期的投资。 Carl Zeiss 具有 20 多年丰富的图像分析经验， 因此设计出来的系统可以真正地满足当前和将来的所有需要。 设备组成： 硬件：摄像头 (CCD相机 )+ 计算机 +打印机 软件：专业图像分析软件 工作原理 : CCD摄像机将来自显微镜的光学图像转换为视频信号，通过图像采集卡/ 数码相机， 将显微 镜 下的试样图像输入到计算机中，或使用扫描仪将金相照片扫描进计算机，利用本软件对数字 图像进行各种处理和测量，最后将图像及测量结果打印输出，并可使用光盘刻录机对图像及测 量数据进行光盘备份。 通用系统： 通

21、用图像处理功能：图像获取、数据备份、景深扩展、晶界重建、图像拼接、图像运算、 滤波、图像标注、图像分割和处理、精确打印 专业分析系统： 专业测量评级( 涵盖颗粒分析、晶粒度评级、 夹杂物评级、 铸铁评级、 有色金属评级等国 标及部分国际标准内可定性和可定量标准200 多项 ) 超值服务： 根据用户需求量身定做相关模块， 软件终身免费升级。 专业评级模块 铁素体奥氏体型双相不锈钢中a- 相金相测GB 6401-86 第二相面积含量测量 奥氏体型不锈钢a- 相金相测GB 13305-91 多相面积含量测量 颗粒度分析 高碳钢盘条索氏体含量评级 YB/T169-2000 双重晶粒度评级 ASTM E

22、1181-87 低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度评级GB 4335-84 渗碳层深度测定 金属平均晶粒度评级 GB 6934-02 钢中非金属夹杂物评级 GB 10561-2005 石墨球化率评级 GB 9441-88 灰铸铁金相评级 GB 7216-87 脱碳层深度测定 GB 224-87 混有珠光体的铁素晶粒度评级GB 6394-86 内螺纹铜管齿形数测定 铸造铝铜合金晶度评级 GB 7946-2000 高速工具钢大块碳化物评级 GB 4462-84 镁及镁合金晶粒度评级 GB/T 13302-91 铝及铝合金晶粒度评级 GB 3246-2000 计算机芯片灰尘 房间里的灰尘，难怪人家说“又脏又

23、乱”，真够乱的 打结的头发 海盐晶体，保持着大海的颜色 流行感冒病毒 萝卜种子正在发芽，神奇的感觉 丝绸纤维 香烟过滤嘴纤维表面的烟雾粒子，一看就有毒 血液凝块构造（红色为红血球，兰色为血小板，黄色为纤维蛋白） 引起脚气的罪魁祸首 一、样品描述 PCB存在明显的吃锡不良现象（图1 中红色箭头处），且上锡不良均发 生在第二次焊接面，通过改变锡膏、PCB板及不同的生产线都无法改善。 二、外观检查 上锡锡不良焊点在PCB焊盘一侧呈现明显的不湿润或反湿润现象，焊料 全部流向元器件可焊端（见图2）。 三、金相分析 PCB焊盘吃锡不良的焊点中焊料在PCB 焊盘一侧均存在湿润不良，不湿 润处 PCB焊盘表面

24、可见明显的金属间化合物， 焊料湿润不良处 PCB焊盘表面可焊 性镀层不明显 ( 见图 3） 四、分析结论 PCB焊盘表面可焊性镀层不均匀，局部位置的可焊性镀层偏薄，在经过 一次回流焊接后，锡铅可焊性镀层与PCB cu焊盘之间形成合金，降低了PCB焊 盘表面可焊性，可焊性降低最终引起上锡不良。 摘要：本文通过对USB连接线中 USB端子表面产生锈蚀机理的分析与试验验证，发现 了导致 USB锈蚀的主要机理是壳外被覆的聚氯乙烯（ PVC ）塑胶层因其稳定性不理想，在高温高 湿的环境条件下容易分解产生腐蚀性的氯化氢气体残存于USB壳表面，并在空气中存在的氧气 及水的共同作用下使其发生了腐蚀；当USB壳

25、表面镀层存在缺陷或污染时，这种锈蚀愈发严重。 同时本文针对锈蚀产生的机理给出了相应的控制对策。 关键词：锈蚀机理，USB端子，表面镀层，聚氯乙烯 前言 随着电子技术日新月异的高速发展，越来越多功能齐全，性能优异的高尖端电子信息产 品如计算机、数码相机、手机等逐渐成为人们日常工作和家庭生活不可或缺的必备品，而在使 用上述这些电子产品进行影像，数据资料传输时常常要用到USB连接线进行连接和中转，因此 USB连接线的生产和使用量非常大。但是， 众多的 USB 连接线生产厂家都遇到过类似的问题：即 生产出的USB连接线在放置较短时间时（通常在3 个月左右） ，其 USB端子的金属表面就会产生 红色锈斑

26、而影响使用，从而遭遇使用方的大量退货，使生产厂家不仅蒙受较大的经济损失，甚 至因质量纠纷要“对簿公堂”。因此如何分析USB连接线产生锈蚀的机理并找到有效的控制对 策显得极为重要。 1 样品概况 为了弄清USB连接线早期锈蚀的机理，本文收集了客户提供的典型的早期锈蚀的USB连 接线样品进行机理分析。这些样品均是在使用或放置约三个月左右甚至更短时间后，其覆盖有 塑胶层的USB壳表面即产生明显的红色锈斑。为了便于分析研究，发生锈蚀的USB连接线成品生 产工艺中使用的同批次原材料：塑胶料、未经组装的USB壳也一同收集，详见图1。 2 分析过程 2.1 光学显微镜观察 首先选取发生锈蚀的USB连接线成品

27、，剥去锈蚀部位外被覆的塑胶层，并在立体显微镜 下仔细观察USB壳外观，发现金属壳表面有些部位发生了锈蚀呈红棕色，而相应塑胶内侧位置 也沾污了该锈蚀物（见图 2），观察成品线USB接头所用原材料即未组装的USB壳表面则较清洁， 呈现金属光泽，未见明显异常现象。 2.2 扫描电镜和能谱分析（SEM/EDS ） 为了了解USB壳锈蚀部位的元素成分与其正常部位有何差异，同时观察其腐蚀处的微观 形貌，我们用扫描电子显微镜和能谱分析仪分别对剥去外被覆透明塑胶层的 USB 壳锈蚀部位及 相对应的塑胶内侧位置，正常的USB壳表面及塑胶表面位置进行观察和分析。结果显示：USB金 属壳表面镀层存在较多针孔，且局部

28、针孔位置已呈现凹坑状腐蚀形貌，而在USB壳尾部铆压处 的表面镀层均出现开裂，且在部分开裂位置也已呈现出明显的腐蚀状态（图 3） 。测试样品的EDS 成分分析结果（详见图4图 5）显示锈蚀部位检出的元素成分除了正常的USB壳材质成分铁 （Fe）、铜（Cu）、镍（Ni ）外，还有含氯 （Cl）、硫（S）元素的腐蚀性物质以及含有钠（Na）、 钙（ Ca）、钾（ K）、硅（ Si ）等元素的杂质，与此同时与USB壳锈蚀部位对应位置的塑胶内侧 也检出了相近的元素成分。而正常塑胶除了碳（C）、氧（ O ）元素还检出了氯（Cl）元素。由 锈蚀部位的EDS分析结果可知，USB壳发生锈蚀主要是由于空气中的氧及含

29、有强腐蚀性的氯、 硫元素的物质与USB金属壳基材铁发生了化学反应而产生锈蚀。 图 3 USB 壳表面局部区域的SEM照片 图 4 USB 正常部位的SEM （左） &EDS （右）谱图 图 5 USB 壳锈蚀处的SEM （左） &EDS （右）谱图 2.3 切片分析 知道了 USB壳锈蚀是由于其基材发生了化学腐蚀，我们首先想到是否由于USB壳自身材 质太差而引起了腐蚀的发生？同时通过之前的扫描电子显微镜观察也发现了USB壳的表面镀层 局部存在缺陷，为了确认USB壳的基材质量的好坏及清楚了解其起防护作用的镀层结构，我们 任意选取一片未组装的USB壳进行切片分析，将样品用环氧树脂镶嵌后用砂纸研磨抛

30、光，蚀刻、 清洗，干燥后用SEM&EDS 分析基材及镀层结构， SEM形貌见图 6。检测结果显示：USB金属壳基 材为铁材，铁基材内部材质较好未发生腐蚀，USB壳表面镀层结构为内层镀厚度约为2 微米的铜 （Cu），外层镀厚度约为4 微米的镍（ Ni）。相比之下铁基体材料最活泼，而镀层质量的好坏直 接影响到铁的锈蚀程度。 2.4 红外光谱分析 通过上述的元素成分分析我们知道了USB壳外被覆塑胶中含有氯元素，为了确切了解该 塑胶是何材质，分别刮取适量USB壳外被覆的透明塑胶外皮及塑胶粒原材料粉末，与溴化钾粉 末混和均匀后压片进行红外光谱分析，检测结果显示（图7）：塑胶粒原材料与USB壳外被覆塑 胶

31、外皮的红外光谱图相同，同时经过标准谱图库检索，发现其与检索到的聚氯乙烯（ PVC ）的红 外谱图匹配度极高，表明二者材质相同，均为聚氯乙烯（PVC ）。 2.5 验证试验 由上述分析可知，已发生锈蚀的USB壳锈斑位置检出较高含量的氯元素，而其外被覆塑 胶层的材质经证实为聚氯乙烯（PVC ）。为了确认USB壳锈斑部位检出的具有强腐蚀性的氯元素 是否来自于外被覆的PVC胶壳的挥发或是外界的污染，选取未组装USB壳 2PCS，将其悬挂于装 有硫酸钾饱和溶液的锥形瓶A 中， 将同批次的透明塑胶粒置于锥形瓶B中，然后将整个试验装 置放入温度为85的高温箱中（采用高温加速试验来模拟USB成品长达3 个月的

32、储存时间）进 行验证试验，具体装置见图8。试验时间为96h，实验前后用SEM&EDS 分析 USB壳的表面成分。 若锥形瓶B内的透明塑胶粒稳定性不好，其在高温下会分解出 HCl 气体，该气体可通过玻璃管 到达锥形瓶A 内，由于 A瓶内温湿度环境为85， 85RH ，比较潮湿，因此HCl 气体会生成强 腐蚀性的盐酸作用于 USB 壳表面。结果显示，试验前的USB壳表面仅检出碳、铁、镍元素，而 经历潮热试验后相同位置USB壳表面除上述元素外还检出少量氯元素，表明引起 USB 壳表面锈 蚀的腐蚀性氯化物来自于USB壳外被覆的PVC塑胶层。 1 玻璃管； 2 橡胶管； 3 镀镍 USB壳（悬挂于锥形瓶

33、 A中）； 4 饱和硫酸钾（K2SO4 ）溶液（其在 85温度时，湿度可 达 85RH ）； 5 透明胶壳； 6 橡皮活塞 3 结果分析与讨论 通过对 USB壳表面锈蚀部位进行的外观检查和SEM/EDS 分析，证实了USB成品锈蚀处发 生了腐蚀，除了正常的USB壳材质的元素成分铁（Fe）、铜（Cu）、镍（ Ni）元素及含有强腐 蚀性的氯（ Cl）、硫（ S）元素的物质，同时还检出少量含有钠（Na）、钙（ Ca）、钾（ K）、硅 （Si ）等元素的杂质，而与USB壳锈蚀处直接接触的透明胶壳内表面也检出类似元素成分，即 其沾有这些腐蚀产物。从EDS分析结果可知，USB壳锈蚀部位的化学成分为铁、铜和

34、镍的各种 化合物。而通过对USB壳表面镀层及其截面切片进行分析可知，USB壳铁基材内部未发生腐蚀； USB壳表面镀层结构为内层镀铜，外层镀镍， 但在 USB 壳壳体局部区域存在较多针孔，且在其尾 部铆压处的镀层已出现开裂。 当 USB壳处于潮湿环境中时，由于铁的活泼性，空气中存在的氧、含氯、硫的强腐蚀 性化合物均会逐渐腐蚀USB金属壳表面而产生主成分为铁的各种化合物的锈斑，而当USB壳表 面金属镀层存在针孔、开裂等缺陷时，氧气及腐蚀性氯、硫化合物更易与镀层存在缺陷位置的铁 基材直接发生化学反应，同时钠（Na）、钙 （Ca）、钾（ K）等杂质元素的存在容易在USB壳表 面形成原电池而发生电化学反

35、应，这些因素会进一步加速铁材的腐蚀。而这些导致USB壳表面发 生锈蚀的强腐蚀性的氯 （Cl）、硫（S）元素可能来源于USB壳产品生产工艺过程中的外界污染。 同时， 通过对 USB壳外被覆透明塑胶层进行红外光谱分析，证实其为 PVC 材质， 而当外被覆PVC 塑料稳定性不理想时，在一定条件下 （温度过高或贮存时间较长或外界潮热等环境条件）也会分 解产生腐蚀性的氯化氢气体，引起铁材腐蚀，因此强腐蚀性的氯元素也可能来源于PVC塑胶的 降解。为了确定腐蚀性氯元素的来源，我们进行了验证试验，试验结果证实氯元素来源于USB 壳外被覆 PVC 塑胶层的不稳定降解。 4 结论 通过对 USB连接线中USB壳表

36、面产生锈蚀的机理的分析，可知 USB壳发生锈蚀的主要原 因是 USB壳外 被覆的聚氯乙烯（PVC ）塑胶层因其稳定性不理想，在一定条件下（如温度过高、 贮存时间较长或外界潮热等环境条件）分解产生腐蚀性的氯化氢气体残存于 USB 壳表面，在空 气中存在的氧气及水的共同作用下使其发生了腐蚀，而且当 USB壳表面镀层存在缺陷或杂质污染 时，将进一步加速锈蚀的发生。 5 控制对策 当我们清楚了USB连接线产生锈蚀的机理后，就很容易找到控制其产生锈蚀的办法。由 于 USB壳外被覆的 PVC 塑胶具有热稳定性差的特点，首先最简单的办法就是考虑更换USB壳外 被覆的塑胶材质，将其换成热稳定性好且不含氯的其它

37、材质如聚乙烯（PE）等。但是由于聚氯 乙烯（ PVC ）塑胶优异的性价比，它仍然被众多USB连接线生产厂家广泛地使用。因此，我们应 从控制 PVC的加工工艺入手如严格控制加工时的熔化温度，采用“中压、慢速、低温”的条件 来成型加工； 其次在 PVC树脂中加入性能优异的热稳定剂来防止其热分解，目前许多无毒、 无污 染、高效的新型PVC 复合稳定剂正逐渐取代传统的铅盐稳定剂；同时严格控制各种助剂的加入 量，配料中要称量准确, 而且在混料过程中要混合均匀, 达到物料的一致性，避免因加入量的变 化引起产品性能的改变。 除了获得良好性能的USB壳外被覆的PVC塑胶材质外，选择质量较好、结构致密的USB 壳铁基材，严格控制电镀工艺过程如工件酸洗后加强镀前清洗，改善镀液质量及选取合适的电 镀工艺参数， 降低镀层孔隙率，增强镀层结构的致密度同样重要，避免因铁材和镀层质量存在缺 陷加速 USB壳的锈蚀。