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连接器是电气工程和电信设备的重要组成部分,为高效率传递能量和信号提供保证。为了保证连接器的稳定性,在其触头基底金属上添加防腐镀层是现在普遍采用的保护措施。镍及其合金具有良好的机械性能和防腐蚀性,是一种重要的金属材料,被广泛用于手机、数字音乐播放器、数码相机等电子产品中。然而,在近年来电子产品的调研与分析报告显示,镍是一种致敏金属,它与人体皮肤长期接触时,镍会被汗液腐蚀释放镍离子,镍离子通过毛孔和皮脂腺渗透到皮肤内部,作用于人体免疫系统从而引起皮肤过敏。因此,提高电子产品的镍释放安全性,是电子行业面临的重要挑战。本课题针对电子产品的镍释放机理、测试方法以及评估指标进行研究,为电子产品安全设计提供依据。课题首先通过模拟电子产品的实际使用情况,用配制的人工汗液,选取不同加工工艺制成的样品,对镍释放腐蚀机理进行了研究。研究表明:腐蚀开始阶段,样品表面被人工汗液中溶解的氧气氧化,形成钝化膜。钝化膜最外层的镍氧化物(NiO)为P型半导体,它能够吸附人工汗液中游离的氯离子和乳酸根离子,使样品增重。到腐蚀阶段中期,随着钝化膜周围侵蚀性阴离子富集,钝化膜逐渐地破裂,破坏向内部延伸进而形成点蚀。镍离子进入到人工汗液当中,此时人工汗液中的样品的镍释放速率也达到最大,酸碱度值也随着升高。溶解到人工汗液中的镍离子与乳酸根结合,生成乳酸镍络合物。随着溶液中的氢氧根逐渐增多,样品的镍释放速度逐渐变小。人工汗液中的乳酸镍因为溶液酸碱度上升、样品出现活化表面,沉淀(或吸附)在样品表面,使样品的再一次增重。接着分别使用失重法、镀层测厚法和光谱分析法对腐蚀样品进行了镍释放测试方法的研究。在此基础上,得出了腐蚀时间与样品镍释放量之间的关系曲线。三种方法测得的样品在人工汗液中单位面积镍释放曲线和单位面积镍释放速率曲线存在一定的差异。失重法与光谱分析法的镍释放结果偏离较大:使用失重法测试的样品在实验开始阶段和实验末期阶段有的样品出现了增重;镀镍黄铜片在镍释放测试初期,镀层测厚法和光谱分析法的数据较为接近。随着镍释放实验进行到中期,样品的单位面积镍释放速率达到最大。之后,两种测试方法的曲线出现了反向分离;比较相同测试方法中不同样品的镍释放量发现,相同腐蚀时间镀镍黄铜片的镍释放量总是小于纯镍块的镍释放量,这说明镀镍层的防腐蚀性优于纯镍。同时,借助金相和电镜能谱分析腐蚀后的样品表面,进一步完善了镍释放的腐蚀机理,找出了适用于含镍电子产品镍释放测试的评价标准。使用三种不同方法检测的样品镍释放量均超过了EN1811:1998标准。由镍释放测试数据及腐蚀机理分析结果可知:镀层测厚法能够比较准确地测量电子产品的镍释放量;光谱分析法能在前期准确地测试电子产品的镍释放量;实验后期,由于人工汗液酸碱度升高,络合物乳酸镍回落(或吸附)到样品表面,不适合长期检测电子产品镍释放量;失重法因为腐蚀前期样品钝化膜吸附阴离子,腐蚀后期乳酸镍回落,不能准确测量样品质量损失,不能用于检测电子产品镍释放量。