随着海上油气、海上风电和其它海洋资源的开发,大量的海上设备不仅需要巨量的耐蚀结构材料,也需要高可靠性的电气控制系统。随着电子设备逐渐朝微型化、集成化方向发展,电路板不仅承载着复杂的电学、力学和热载荷,而且还受温湿交替、污染气体（如 CO2、SO2、H2S、NOx、O3）以及固体颗粒（如 NaCl、PM2.5、PM10）的影响。一旦封装受损,腐蚀性气体渗入,极易形成吸附薄液膜引发材料腐蚀,降低电子设备的可靠性。本论文针对海洋大气中电子铜材的腐蚀问题,首先采用电化学阻抗谱（EIS）、石英晶体微天平（QCM）和薄膜电阻监测技术研究了铜表面液膜的凝结和蒸发过程,铜大气腐蚀动力学过程及气相缓蚀剂的作用机制;其次,开发了一种新型超疏水超薄电路板用涂层;最后,采用自主研制铜的电阻式腐蚀监测仪在线测量电子材料服役环境的腐蚀性。取得的主要成果如下:采用梳齿型电化学阻抗传感器,在气候箱中研究NaCl在铜表面的潮解和干燥过程,并结合数字显微镜和衰减全反射傅里叶红外光谱对该过程进行原位监测。研究发现25℃下,当相对湿度低于60%时,盐粒基本不潮解,铜腐蚀速率极低（0.02 μm/a）;当相对湿度在60%～76%之间时,盐粒发生预潮解,腐蚀速率会稍微有所增加;当相对湿度高于76%时,盐粒完全潮解,铜表面出现大量微液滴,腐蚀速率急剧上升（>20μm/a）。在干燥过程中,铜表面的液膜会逐渐由连续变为不连续,直至盐粒的析出。据此提出了一种基于液膜的电导率来计算液膜厚度的模型,解决了液膜的测厚问题。此外,该传感器还可灵敏地监测高低温交变过程中的凝露现象。采用薄膜电阻传感器研究了铜的中长期腐蚀过程及气相缓蚀剂2-苯基咪唑啉（2-PI）的防锈能力。铜的腐蚀速率随相对湿度、温度和盐粒沉积量的增加而增加,而随暴露时间的延长呈幂函数下降。在低盐粒沉积量（≤40 μg/cm2）下,2-PI的缓蚀效率随着温度的增加而增强,主要因为是高温增加了 2-PI的饱和蒸汽压及其在铜表面的吸附浓度;然而,在高盐粒沉积量下,2-PI的缓蚀性能显著降低,这是因为高湿度下形成的腐蚀产物具有疏松多孔性质,阻碍了 2-PI向铜基体的扩散,严重制约了其缓蚀性能。相较于新鲜的铜表面,2-PI在已腐蚀的铜表面的缓蚀效果会被显著削弱。鉴于QCM 比薄膜电阻传感器具有更高的灵敏度,本文进一步采用QCM研究了NaCl污染程度对铜早期大气腐蚀的影响,发现相较于清洁的镀铜晶片,污染的镀铜晶片的腐蚀速率提升约2个数量级,主要归因于高湿度下NaCl潮解形成了较厚的液膜,导致铜腐蚀加速。QCM和EIS结果显示,2-PI对NaCl引发的铜大气腐蚀抑制效果随温度的升高而增强。然而,2-PI在腐蚀铜表面的吸附量明显高于洁净铜表面,可能是因为粗糙的腐蚀产物层通过毛细管凝聚机制吸附截留大量的2-PI分子。为了避免铜腐蚀造成质量的增加,本文在干燥除氧的氩气氛围中研究了 2-PI在洁净铜表面的纯吸附行为,由于缺乏腐蚀产物,2-PI在铜表面的吸附符合拟一级动力学吸附模型。通过溶胶凝胶法和后固化工艺,在电路板上制备了氟化二氧化硅基超疏水涂层,它展现了高接触角158°和低滚动角3°。耐候性测试显示:超疏水涂层不仅具有优异的防水和自清洁能力,甚至在紫外照射和强酸/碱溶液中均展现了一定的防护能力。进一步的电化学测试表明超疏水处理的铜、锡试样在1 wt%的氯化钠溶液中均展现了卓越的耐蚀性,抑制效率分别为99.6%和98.7%。此外,相较于常规的三防漆涂层（>100μm）,该超疏水涂层具有极薄的特点（～2 μm）,有利于底下电子元器件的散热。该超疏水涂层有望取代三防漆来提升电路板的耐候性。最后,对上述传感器进行野外大气腐蚀检验,结果表明铜的电阻式腐蚀监测仪测量的腐蚀速率与腐蚀挂片的失重数据具有较强的相关性。电阻式腐蚀监测仪还在虎门二桥主缆的气夹和海上升压站的电控系统里实现了工程化的应用,用于电子设备在海洋大气中的服役可靠性监测和故障预警。