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5G 基站天線材料復(fù)合腐蝕試驗(yàn):鹽霧 - 紫外線 - 溫度循環(huán)的多因子協(xié)同模擬

2025年06月07日 11:02:15 人氣: 263 來源: 廣東皓天檢測儀器有限公司
在 5G 通信網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展的當(dāng)下,基站天線作為信號(hào)收發(fā)的關(guān)鍵部件,長期暴露于復(fù)雜戶外環(huán)境中。為確保其性能穩(wěn)定、壽命長久,研發(fā)高效且精準(zhǔn)的復(fù)合腐蝕試驗(yàn)技術(shù),模擬天線材料實(shí)際面臨的鹽霧、紫外線與溫度循環(huán)綜合作用環(huán)境,已成為行業(yè)焦點(diǎn)。

鹽霧腐蝕是沿海及工業(yè)污染區(qū)域常見的腐蝕因素。試驗(yàn)箱內(nèi)的鹽霧發(fā)生裝置將含一定濃度氯化鈉的溶液霧化,形成微小鹽霧顆粒彌漫在箱內(nèi)。在 5G 基站天線材料表面,這些鹽霧顆粒附著后形成電解質(zhì)溶液膜,引發(fā)電化學(xué)腐蝕。以金屬材質(zhì)的天線框架為例,在鹽霧環(huán)境下,金屬原子失去電子成為陽離子進(jìn)入溶液,發(fā)生陽極溶解反應(yīng),而溶液中的溶解氧在陰極區(qū)域獲得電子,加速材料腐蝕進(jìn)程。

白底_SH120鹽霧試驗(yàn)箱Ae210929_800×800.jpg


紫外線對(duì)天線材料的影響同樣不可小覷。試驗(yàn)箱通過特定的紫外光源,如 UVA-340 或 UVB-313 熒光燈管,模擬太陽光譜中的紫外線波段。紫外線光子能量高,能夠打斷高分子材料中的化學(xué)鍵,導(dǎo)致分子鏈斷裂、交聯(lián)等結(jié)構(gòu)變化。對(duì)于 5G 基站天線常用的高分子防護(hù)涂層或絕緣材料而言,長期紫外線照射會(huì)使其逐漸失去原有性能,出現(xiàn)褪色、脆化、龜裂等現(xiàn)象,進(jìn)而降低對(duì)內(nèi)部金屬部件的防護(hù)能力。
溫度循環(huán)則模擬了天線在晝夜交替、季節(jié)更迭過程中經(jīng)歷的溫度變化。試驗(yàn)箱具備精準(zhǔn)的溫控系統(tǒng),可在設(shè)定范圍內(nèi)快速升降溫。在高溫階段,材料分子運(yùn)動(dòng)加劇,化學(xué)反應(yīng)速率加快,加速腐蝕與老化進(jìn)程;低溫時(shí),材料內(nèi)部可能產(chǎn)生應(yīng)力集中,尤其是在溫度快速變化的循環(huán)過程中,熱脹冷縮效應(yīng)反復(fù)作用,使材料的微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷,如涂層與基體之間的附著力下降,為鹽霧與紫外線侵蝕創(chuàng)造更有利條件。

復(fù)合腐蝕試驗(yàn)中,鹽霧、紫外線與溫度循環(huán)并非孤立作用,而是相互協(xié)同。鹽霧中的氯離子能夠破壞材料表面的鈍化膜,使紫外線更易深入材料內(nèi)部引發(fā)光化學(xué)反應(yīng);紫外線導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)損傷后,又會(huì)加速鹽霧腐蝕進(jìn)程;溫度循環(huán)產(chǎn)生的熱應(yīng)力則進(jìn)一步促進(jìn)鹽霧滲透與紫外線引發(fā)的老化反應(yīng)。例如,在某 5G 基站天線的試驗(yàn)中,經(jīng)過鹽霧 - 紫外線 - 溫度循環(huán)復(fù)合試驗(yàn)后,天線的金屬部分出現(xiàn)明顯的點(diǎn)蝕與銹跡,防護(hù)涂層出現(xiàn)大面積起泡、剝落,而單獨(dú)進(jìn)行鹽霧或紫外線試驗(yàn)時(shí),材料的損壞程度遠(yuǎn)不及復(fù)合試驗(yàn)。



為實(shí)現(xiàn)多因子協(xié)同模擬,試驗(yàn)設(shè)備采用控制系統(tǒng)。通過傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測箱內(nèi)鹽霧濃度、紫外線輻照度、溫度等參數(shù),并將數(shù)據(jù)反饋至控制器??刂破鞲鶕?jù)預(yù)設(shè)的試驗(yàn)程序,利用 PID 算法精確調(diào)節(jié)鹽霧發(fā)生裝置、紫外光源強(qiáng)度與溫度調(diào)節(jié)設(shè)備,確保各因子在整個(gè)試驗(yàn)周期內(nèi)按照設(shè)定的節(jié)奏協(xié)同作用。同時(shí),為防止不同因子之間的相互干擾,設(shè)備在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上進(jìn)行優(yōu)化,如采用特殊的光路設(shè)計(jì)減少鹽霧對(duì)紫外線傳播的影響,以及合理的風(fēng)道布局保證溫度均勻性等。
這種鹽霧 - 紫外線 - 溫度循環(huán)的多因子協(xié)同模擬技術(shù),能夠在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下快速、真實(shí)地評(píng)估 5G 基站天線材料在復(fù)雜戶外環(huán)境中的耐腐蝕與耐老化性能,為天線材料的選擇、防護(hù)工藝的改進(jìn)以及產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)提供有力依據(jù),推動(dòng) 5G 通信基礎(chǔ)設(shè)施的高質(zhì)量建設(shè)與發(fā)展。



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