紅墨水試驗,又稱為毛細(xì)現(xiàn)象試驗、滲透試驗、染色試驗,是一種簡單、快速、經(jīng)濟(jì)的檢測方法。關(guān)于紅墨水試驗的應(yīng)用,存在兩種不同觀點:
一種觀點認(rèn)為紅墨水試驗主要用于無損檢測,可以檢測材料表面的開口缺陷,例如裂紋、疏松、未焊透、折疊、冷隔、夾雜等。
原理:利用毛細(xì)現(xiàn)象,使紅墨水滲透到材料表面的缺陷中,從而使缺陷顯現(xiàn)出來,以便于觀察和判斷。
檢測范圍:
金屬材料:鋼鐵、鋁合金、銅合金、鈦合金等。
非金屬材料:陶瓷、玻璃、塑料、橡膠等。
復(fù)合材料:纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料等。
步驟:
表面處理:清潔試件表面,去除油污、銹蝕、氧化皮等雜質(zhì),可以使用丙酮、酒精等溶劑進(jìn)行清洗。
滲透:將紅墨水均勻地涂抹在試件表面,并保持一定的時間,使紅墨水充分滲透到缺陷中。滲透時間根據(jù)材料、缺陷類型、環(huán)境溫度等因素而定,一般為5~30分鐘。
去除多余滲透劑:用干凈的棉布或紙巾擦去試件表面的多余紅墨水,注意不要擦掉滲透到缺陷中的紅墨水。
顯像:在試件表面噴涂一層顯像劑,顯像劑可以吸附滲透到缺陷中的紅墨水,使其顏色變深,從而使缺陷更加清晰地顯現(xiàn)出來。常用的顯像劑有白色粉末、溶劑型顯像劑和水性顯像劑等。
觀察:觀察試件表面,判斷是否有缺陷存在。如果發(fā)現(xiàn)有紅色跡象,則表明該處存在缺陷。
優(yōu)點:
操作簡單:無需復(fù)雜的設(shè)備和專業(yè)的技術(shù)人員,操作簡便易行。
成本低廉:所需的材料和設(shè)備價格低廉,檢測成本低。
適用范圍廣:可用于檢測各種材料的表面缺陷。
缺點:
受人為因素影響較大:檢測結(jié)果受操作人員的經(jīng)驗和熟練程度影響較大。
對環(huán)境要求較高:環(huán)境溫度、濕度等因素會影響檢測結(jié)果。
無法確定缺陷的深度:只能判斷缺陷是否存在,無法確定缺陷的深度和其他參數(shù)。
應(yīng)用:
機(jī)械制造:用于檢測機(jī)械零件的表面缺陷,例如裂紋、氣孔、疏松等,以保證機(jī)械零件的質(zhì)量和安全性能。
航空航天:用于檢測飛機(jī)、火箭等航空航天器的關(guān)鍵部件的表面缺陷,以確保飛行安全。
石油化工:用于檢測石油管道、儲罐等設(shè)備的表面缺陷,以防止泄漏事故的發(fā)生。
建筑工程:用于檢測橋梁、隧道等建筑結(jié)構(gòu)的表面缺陷,以確保建筑物的安全性和耐久性。
科學(xué)研究:用于研究材料的微觀結(jié)構(gòu)和缺陷形成機(jī)制。
另一種觀點認(rèn)為紅墨水試驗是一種失效分析常用的破壞性檢測方法,主要用于檢驗電子零件的表面貼裝技術(shù)(SMT)有無空焊或是斷裂(crack)。
應(yīng)用:可以檢驗印刷電路板上BGA及IC的焊接情況,通過觀察、分析PCB及IC組件的焊點染色情況,從而對焊接開裂情況進(jìn)行判定。如果焊接的球形出現(xiàn)了紅色藥水,就表示該處有空隙,即存在焊接斷裂。通過判斷焊接斷裂的粗糙表面,可以分析出是原本的焊接不良,還是后天不當(dāng)使用后所造成的斷裂。
步驟:
樣品切割:根據(jù)樣品大小評估是否需要切割,切割時應(yīng)留有足夠的余量,推薦余量為25mm。
樣品清洗:使用異丙醇和超聲波清洗機(jī)清洗樣品5~10分鐘,然后用吹干或烘干。
紅墨水浸泡:將樣品放入容器中,倒入紅墨水,使用真空滲透儀抽真空1分鐘,重復(fù)三次,然后傾斜晾干30分鐘。
樣品烘烤:將樣品放入烘箱中烘烤,常用烘烤溫度為100℃,時間為4小時。
樣品零件分離:根據(jù)樣品大小選擇合適的分離方式,如使用AB膠固定或熱態(tài)固化膠包裹后分離。
樣品觀察:使用顯微鏡檢查焊錫是否有斷裂、空焊或其他缺陷,觀察焊墊和焊球是否有被染紅的痕跡。
優(yōu)點:
三維分布分析:紅墨水試驗?zāi)軌蛘鎸?、可靠地展示焊點裂縫的三維分布情況,為電子組裝焊接質(zhì)量的檢驗提供有效的分析手段。
工藝調(diào)整參考:紅墨水試驗便于SMT工藝制造者和失效分析工程師了解產(chǎn)品的不良現(xiàn)象,為焊接工藝參數(shù)的調(diào)整提供參考。
成本效益:與其他檢測方法相比,紅墨水試驗成本更低,操作簡單快捷。
應(yīng)用:紅墨水試驗適用于已經(jīng)無法通過其他非破壞性方法檢查出問題的電路板。
綜上所述,紅墨水試驗的具體應(yīng)用取決于其使用場景和目的。在實際應(yīng)用中,應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的檢測方法,并嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作,以確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。