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。
紫外線對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。
在復(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 5G 通信基礎(chǔ)設(shè)施的高質(zhì)量建設(shè)與發(fā)展。
