7月下旬,海南师范大学物理与电子工程学院暑期三下乡重点项目实践团队,结合海南省独特气候特点——空气湿度大且富含盐分的特点,针对电子元件在此环境下的性能服役行为,进行了海水-富盐空气对电子元件性能影响的探究,以期为电子工业研究提供可靠数据,助力海南自贸港建设。该团队分别对放置在海口市周边海域及实验室的多层陶瓷电容器(MLCC)进行了比对介电性能的测量,以此来探究实际海水-富盐空气对电子元件性能的影响。
指导老师沈振江教授对探究内容的讲解
在出发前,该实践团队在理论上做了充分的讨论,包括指导老师沈振江教授对探究内容的讲解以及安全注意事项。随后队员先是对11种规格的MLCC各18片用阻抗分析仪进行第一次电容及介电损耗的测量。然后对测量好的MLCC进行分类,由于电容器体积细小,队员小心翼翼地拿镊子夹起电容器放进准备好的网兜里。
三下乡调研期间该团队分成两批人,分别来到海口市世纪大桥及白沙门沙滩。团队成员在首天上午将装有分类好MLCC的网兜与重物绑在绳子上的一端,绳子的另一端绑在岸边。把重物悬挂在海水中,使得MLCC稳定的悬挂在海水及岸边。经过24h、48h、72h后再分批拿回实验室。队员将拿回来的网兜剪开,随后取出里面的MLCC并且和放置在实验室处理相同时间的MLCC一起烘干。期间的下午团队成员测量经过处理后的MLCC电容值及介电损耗等介电性能。
队员在世纪大桥低下放置电容器
队员在白沙门沙滩放置电容器
该团队在三下乡后期整理测量的数据,通过比较分析不同时间的电容值和介电损耗的变化量,发现海水-富盐空气对电容器的性能影响在72h内并非是持续的下降,而是出现反复增加和减少的情况。经研究认为造成这一现象的原因可能是由于电容器内部生成保护膜,而海水及空气中的氯离子具有极强的穿透性,导致膜层反复生产和破裂。此外,该团队还建议通过提高电子元件内部结构的致密度来增强电子元件的稳定性、耐用性。
海南省四周环海,海洋相关自然环境是不可避免的独特条件,而海水-富盐空气对电子元件性能影响较大。在此次实践活动中,海师物理学子运用自己的专业知识,身体力行,探究了海水及富盐空气对电子元件性能的影响,为提高电子元件的稳定性和耐用性提出意见。这既为海南的可持续发展和自贸港建设添砖加瓦,也为莘莘学子学之以用、报效祖国树立了榜样。
实践团队出发前的集体照