5G 基站天線材料復合腐蝕試驗:鹽霧 - 紫外線 - 溫度循環的多因子協同模擬
點擊次數:56 更新時間:2025-06-07
在 5G 通信網絡迅速發展的當下,基站天線作為信號收發的關鍵部件,長期暴露于復雜戶外環境中。為確保其性能穩定、壽命長久,研發高效且精準的復合腐蝕試驗技術,模擬天線材料實際面臨的鹽霧、紫外線與溫度循環綜合作用環境,已成為行業焦點。
鹽霧腐蝕是沿海及工業污染區域常見的腐蝕因素。試驗箱內的鹽霧發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。在 5G 基站天線材料表面,這些鹽霧顆粒附著后形成電解質溶液膜,引發電化學腐蝕。以金屬材質的天線框架為例,在鹽霧環境下,金屬原子失去電子成為陽離子進入溶液,發生陽極溶解反應,而溶液中的溶解氧在陰極區域獲得電子,加速材料腐蝕進程。

紫外線對天線材料的影響同樣不可小覷。試驗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鍵,導致分子鏈斷裂、交聯等結構變化。對于 5G 基站天線常用的高分子防護涂層或絕緣材料而言,長期紫外線照射會使其逐漸失去原有性能,出現褪色、脆化、龜裂等現象,進而降低對內部金屬部件的防護能力。
溫度循環則模擬了天線在晝夜交替、季節更迭過程中經歷的溫度變化。試驗箱具備精準的溫控系統,可在設定范圍內快速升降溫。在高溫階段,材料分子運動加劇,化學反應速率加快,加速腐蝕與老化進程;低溫時,材料內部可能產生應力集中,尤其是在溫度快速變化的循環過程中,熱脹冷縮效應反復作用,使材料的微觀結構產生損傷,如涂層與基體之間的附著力下降,為鹽霧與紫外線侵蝕創造更有利條件。
在復合腐蝕試驗中,鹽霧、紫外線與溫度循環并非孤立作用,而是相互協同。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部引發光化學反應;紫外線導致材料結構損傷后,又會加速鹽霧腐蝕進程;溫度循環產生的熱應力則進一步促進鹽霧滲透與紫外線引發的老化反應。例如,在某 5G 基站天線的試驗中,經過鹽霧 - 紫外線 - 溫度循環復合試驗后,天線的金屬部分出現明顯的點蝕與銹跡,防護涂層出現大面積起泡、剝落,而單獨進行鹽霧或紫外線試驗時,材料的損壞程度遠不及復合試驗。


為實現多因子協同模擬,試驗設備采用控制系統。通過傳感器實時監測箱內鹽霧濃度、紫外線輻照度、溫度等參數,并將數據反饋至控制器。控制器根據預設的試驗程序,利用 PID 算法精確調節鹽霧發生裝置、紫外光源強度與溫度調節設備,確保各因子在整個試驗周期內按照設定的節奏協同作用。同時,為防止不同因子之間的相互干擾,設備在結構設計上進行優化,如采用特殊的光路設計減少鹽霧對紫外線傳播的影響,以及合理的風道布局保證溫度均勻性等。
這種鹽霧 - 紫外線 - 溫度循環的多因子協同模擬技術,能夠在實驗室環境下快速、真實地評估 5G 基站天線材料在復雜戶外環境中的耐腐蝕與耐老化性能,為天線材料的選擇、防護工藝的改進以及產品的可靠性設計提供有力依據,推動 5G 通信基礎設施的高質量建設與發展。