胡玲 2012年進(jìn)入億博檢測(cè)技術(shù)有限公司,擔(dān)任高級(jí)銷售顧問(wèn)。
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化學(xué)檢測(cè)
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RoHS指令概述
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RoHS指令概述
限制某種有害物質(zhì)指令RoHS (Restriction of Hazardous Substances)
– 2002/95/EC
– 2006 年7 月1 日強(qiáng)制執(zhí)行
• 適用于“投放到市場(chǎng)”的“設(shè)備”
– 投放到市場(chǎng)意味著可轉(zhuǎn)運(yùn)和可銷售
• 進(jìn)口入歐盟
• 轉(zhuǎn)運(yùn)給經(jīng)銷商或零售商
• 轉(zhuǎn)運(yùn)到倉(cāng)庫(kù)并準(zhǔn)備分配給客戶
– 不應(yīng)該包括工廠內(nèi)部的轉(zhuǎn)運(yùn)倉(cāng)庫(kù)
• 不適用于使用者
限制使用的物質(zhì)
• 禁用物質(zhì)(豁免情況除外):
– 鉛*
– 鎘*
– 汞*
– 六價(jià)鉻
– 多溴聯(lián)苯(PBB)
– 多溴聯(lián)苯醚(PBDE)
* 包含金屬和化合物
• 設(shè)備生產(chǎn)商關(guān)注的主要是鉛焊料的禁用
最大濃度限定值
– 在均質(zhì)物質(zhì)中,0.1%(凈重)的鉛、汞、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚,
– 在均質(zhì)物質(zhì)中,0.01%(凈重) 的鎘
• 均質(zhì)物質(zhì)的范例
– 電鍍錫涂層
– 塑膠
– 焊料
RoHS 指令限制物質(zhì)在電子電氣設(shè)備中的主要應(yīng)用類別
1 鉛(Pb):焊料、電池、電纜、電線、塑料件以及組件拋光
2 汞(Hg):開關(guān)、電池、液晶顯示器、繼電器與照明設(shè)備
3 鎘(Cd):自動(dòng)販賣機(jī)、電源線、電線與開關(guān)觸點(diǎn)、顏料、塑料添加劑
4 六價(jià)鉻(Cr VI):外殼的表面處理
5 多溴聯(lián)苯(PBB):塑料與印刷電路板阻燃劑
6 多溴二苯醚(PBDE):塑料、橡膠與印刷電路板阻燃劑
鉛Pb 在電子電氣設(shè)備中的應(yīng)用范圍
1 鉛主要應(yīng)用于焊接行業(yè),在電子封裝工業(yè)中,使用得最廣泛的焊料蔨***簿С煞值?3 錫/37 鉛,或
者是近共晶成分的60 錫/40 鉛
2 電池,印刷電路板及相關(guān)組件,機(jī)械金屬的合金元素等
3 PVC 等塑料行業(yè)的熱穩(wěn)定劑
RoHS 指令中鉛的免除及特殊規(guī)定
1 重金屬鉛使用于輻射或陰極射線管、電子部件和發(fā)光管中玻璃保護(hù)裝備內(nèi)的鉛
2 鉛使用于映像管(CRT)玻璃、燈泡和熒光管
3 重金屬鉛、鎘、汞使用于原子吸收光譜儀中之空心陰極管與其它重金屬量測(cè)設(shè)備
4 電子陶瓷產(chǎn)品中的鉛(例如:高壓電子裝置)
5 使用于鋼材中的鉛含量最高為0.3%( 重量),鋁材中含鉛量最高為0.4%(重量),銅中含鉛量最
高為4%(重量)
與鉛有關(guān)的其他規(guī)定
1 高溫融化的焊料中的鉛(即錫鉛焊料合金中鉛含量超過(guò)85%)
2 用于服務(wù)器、存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)系統(tǒng)的焊料中的鉛(豁免準(zhǔn)予至2010 年)
3 用于交換、信號(hào)和傳輸,以及電信網(wǎng)絡(luò)管理的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備中焊料中的鉛
4 手機(jī)中的電池、涂料、漆、電線、塑料中的鉛含量不可大于10ppm。
鉛的替代材料
1 新型無(wú)鉛焊料:目前世界各國(guó)有報(bào)導(dǎo)的無(wú)鉛焊料已經(jīng)超過(guò)70 種,而日本更已經(jīng)有含抗氧化劑的無(wú)
鉛焊料進(jìn)入了工業(yè)使用。96.3Sn/3.5Ag 共熔體合金與目前電子工業(yè)中使用的錫/鉛焊料的物理性質(zhì)
在很多方面很接近。其各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到或超過(guò)了錫/鉛焊料。Sn/Ag 焊料被認(rèn)為是適用于汽車、電子
設(shè)備的無(wú)鉛焊料。
2 新型無(wú)鉛塑料熱穩(wěn)定劑:1) 金屬皂類熱穩(wěn)定劑; 2)有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑:卓越的通用性、安全
性和高效熱穩(wěn)定性,一部分無(wú)毒品種,可用于食品包裝,醫(yī)藥包裝等方面; 3)有機(jī)銻熱穩(wěn)定劑:用
作高分子材料的低毒、無(wú)毒、高效熱穩(wěn)定劑;4)稀土穩(wěn)定劑:新開發(fā)的PVC 熱穩(wěn)定劑的一類,具
有無(wú)毒、價(jià)格適中、用量少、熱穩(wěn)定效果好特點(diǎn);5)有機(jī)熱穩(wěn)定劑:作為輔助穩(wěn)定劑與金屬鹽穩(wěn)定
劑并用,產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng).
鎘在電子電氣設(shè)備中的應(yīng)用范圍
1 顏料、油漆:塑膠制品的著色粉、調(diào)色劑
2 穩(wěn)定劑:塑膠制品的穩(wěn)定劑
3 釉類、金屬的表面涂層:防腐、防銹等功能
4 電池:電極添加劑,粉末可在鎳-鎘(NiCd)電池中用作陰極電極物質(zhì)
5 金屬材料:金屬鎘也可與鐵、鋼、鋁基材料、鈦基合金或其它非鐵合金,作為在電解沉積、真空沉
積或機(jī)械式沉積時(shí)的涂料
6 此外在低熔點(diǎn)硬焊、軟焊及其它特殊合金中亦作為一種合金元素
RoHS 指令對(duì)鎘的特殊免除規(guī)定
1 硒光電池表面之氧化鎘
2 特定物品中為防腐蝕所使用的鈍化金屬鎘
3 重金屬鉛、鎘、汞使用于原子吸光譜儀中之中空陰極管與其它重金屬量測(cè)設(shè)備
4 鎘電鍍,不包括第91/338/EEC 號(hào)指令《修改關(guān)于限制特定危險(xiǎn)物質(zhì)和配制品銷售和使用的禁止
的第76/769/EEC 號(hào)指令》限制的應(yīng)用.
5 手機(jī)中的鎘含量不得大于5ppm
鎘的替代
鎘主要存在于開關(guān)、彈簧、連接器、外殼、PCB、保險(xiǎn)絲、顏料和涂料、半導(dǎo)體光電感應(yīng)器等。低壓
電器領(lǐng)域中鎘的替代可用銀氧化錫氧化銦(AgSnO2In2O3)來(lái)代替銀氧化鎘(AgCdO)。
汞在電子電氣行業(yè)中的應(yīng)用
1 目前我們生活中所接觸到的普通干電池中均含有汞等有害重金屬
2 汞還經(jīng)常存在于顏料及熒光燈材料中
3 測(cè)量及控制儀器、光源及電器設(shè)備、牙醫(yī)設(shè)備、氯生產(chǎn)設(shè)備(汞合金電解流程)
汞在RoHS 指令中的免除特殊規(guī)定
1 小型熒光燈汞含量不得超過(guò)5 毫克/每支燈泡
2 直式熒光燈汞含量不得超過(guò)10 毫克/每支燈泡
3 一般用途的直管日光燈,鹽磷酸鹽10 毫克,正常壽命時(shí)間的三磷酸鹽5 毫克長(zhǎng)壽命時(shí)間的三磷酸
鹽8 毫克
4 未特別提及的其它照明燈中的汞含量
5 重金屬汞于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備內(nèi)
6 重金屬鉛、鎘、汞使用于原子吸收光譜儀中之中空陰極管與其它重金屬量測(cè)設(shè)備
7 手機(jī)中的汞含量不得大于2ppm
無(wú)汞材料的替代
1 對(duì)堿錳電池的無(wú)汞化通常采用的方法
1)電極添加劑:在電極的活性材料中,加入金屬氧化物或氫氧化物;2)電解質(zhì)添加劑:加入氧化鋅
可以減慢鋅電極自溶蝕的速度,抑制氫氣的析出; 3)集電體的表面處理:在集電體表面電鍍一層金
屬銦;還可選用價(jià)格低廉的鋅、錫鍍層來(lái)代替價(jià)格較高的銦鍍層而不會(huì)降低電池的性能
2 顏料及熒光燈中的汞
呈鮮紅、鮮黃等顏色的顏料一般要添加如鉛、鎘、汞、六價(jià)鉻等重金屬。使用如三聚磷酸鋁、磷酸鋅、
云母氧化鐵等防銹顏料,替代傳統(tǒng)有毒的紅丹、鉻黃等鉛鉻系防銹顏料
3 英國(guó)卜內(nèi)門化學(xué)公司,即ICI 世界集團(tuán)是全球第一間做到所有油漆產(chǎn)品中不添加鉛和汞的油漆公司
鉻在工業(yè)中的應(yīng)用
1 金屬鉻及其化合物是冶金、金屬加工、電鍍、油漆顏料等行業(yè)常用的基本原料。
2 六價(jià)鉻常在電化學(xué)工業(yè)中作為鉻酸。還用于色素中的著色劑(亦即鉻酸鉛)及冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中,如
吸熱泵、工業(yè)用冷凍庫(kù)及冰箱熱交換器中的防腐蝕劑(重鉻酸鈉)。
3 鍍鋅層上最常見(jiàn)的附加防護(hù)措施是鉻酸鹽鈍化處理,由于鉻酸鹽鈍化成本低廉,使用簡(jiǎn)單,而且鈍
化后所得膜層耐蝕性極好,可滿足多種要求,因而在航空、電子和其它工業(yè)部門得到了廣泛的應(yīng)用,
一直受到人們重視而沿用至今。
六價(jià)鉻的危害
1 微量三價(jià)的鉻是人體必需的,三價(jià)鉻是蛋白質(zhì)的基礎(chǔ),為動(dòng)物代謝的必要元素,而六價(jià)鉻則被公認(rèn)
為致癌的有害物質(zhì)。
2 六價(jià)鉻為吞入性毒物、吸入性極毒物,吸入可能致癌,皮膚接觸可能導(dǎo)致敏感;更可能造成遺傳性
基因缺陷,對(duì)環(huán)境有持久危險(xiǎn)性。
3 但以上這些是六價(jià)鉻的特性,鉻金屬、三價(jià)或四價(jià)鉻并不具有這些毒性。
RoHS 指令中鉻的特殊免除規(guī)定
吸收式冷藏柜冷卻系統(tǒng)使用六價(jià)鉻防腐蝕劑
鉻的替代材料
1 在尋找鉻酸鹽替代物,人們從無(wú)機(jī)物方面做了大量的研究工作,利用鉬酸鹽、鎢酸鹽、稀土鹽、鋯
酸鹽等,但總的來(lái)看效果均不好。
2 人們把目光逐漸轉(zhuǎn)向了有機(jī)物,這一工作起步較晚,報(bào)道也不多,但很有前途。有報(bào)導(dǎo)提出采用含
有丙稀酸樹脂、鉬酸鹽/磷酸鹽的鈍化液替代有毒的鉻酸鹽鈍化液對(duì)熱鍍鋅層進(jìn)行鈍化,得到了耐蝕
性良好的鈍化膜。并且該鈍化液無(wú)毒,且處理工藝簡(jiǎn)單,成本較低廉。
PBB、PBDE 的應(yīng)用
主要添加于電器及電子塑料中作為阻燃劑。
常被使用的有十溴二苯醚DBDE、八溴二苯醚OBDE 等。
目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的溴系阻燃劑品種主要有十溴二苯醚、四溴雙酚A、三(2,3-二溴丙基)異氰脲酸酯、
四溴雙酚A 雙(2,3-二溴丙基)醚、六溴環(huán)十二烷、溴化石蠟等。
PBB、PBDE 的危害
1986 年瑞士和德國(guó)科學(xué)家在研究多溴二苯醚(PBDPO)含溴阻燃劑塑料時(shí)發(fā)現(xiàn),在燃燒及高溫(510
-630 度)熱分解時(shí),產(chǎn)生劇毒、致癌的溴化二苯二惡英、呋喃( PBDD 和PBDF ),這一問(wèn)題稱
為Dioxin(戴奧辛)問(wèn)題;虍(dāng)廢棄的電機(jī)電子物品塑料中的PBB、PBDE 在未受控制的燃燒過(guò)程
中(溫度低于1200 度)可能產(chǎn)生溴化二苯二惡英/呋喃(PBDD/F),此二者均屬于強(qiáng)烈致癌性及致畸
胎性物質(zhì)。這些物質(zhì)可能造成影響嚴(yán)重且范圍廣泛的空氣、河流水體等生態(tài)環(huán)境污染。
PBB、PBDE 的免除特殊規(guī)定
手機(jī)中大于10 克的塑料其所含的氯系或溴系耐燃劑不得大于0.05%(500ppm)。
PBB、PBDE 的替代材料
非鹵阻燃劑主要有有機(jī)磷系和磷-氨系、銻系、鋁-鎂系、硼系。
1 銻系阻燃劑是最重要的一類無(wú)機(jī)阻燃劑。三氧化二銻用量最大幾乎是所有鹵系阻燃劑不可缺少的替
代劑
2 鋁系阻燃劑主要為氫氧化鋁。氫氧化鋁資源豐富,價(jià)格便宜,具無(wú)毒、不揮發(fā)、不析出、不產(chǎn)生腐
蝕性氣體、發(fā)煙量低等優(yōu)點(diǎn),蔨***適諧∩舷牧孔畬,而且用途最广的讟杭剂?br />3 氫氧化鎂阻燃劑的開發(fā)晚于氫氧化鋁,具有無(wú)毒、無(wú)煙、無(wú)腐蝕性、安全價(jià)廉的優(yōu)點(diǎn),而且開始釋
放結(jié)晶水的溫度高于氫氧化鋁,對(duì)于某些需要在較高溫度下加工的塑料制品而言,氫氧化鎂更為合適。
4 國(guó)外研制無(wú)鹵阻燃電纜料較為先進(jìn)的公司有美國(guó)碳聯(lián)公司,英國(guó)的林德斯、威廉姆斯公司,意大利
德潘德那塑料等公司。
5 十溴二苯乙烷是九十年代美國(guó)Albemarle 公司開發(fā)的一類新型溴系阻燃劑,具有含溴量高、阻燃
性好、毒性低、熱和光穩(wěn)定性優(yōu)異的特點(diǎn)。由于其分子中沒(méi)有醚鍵,因此燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生二惡英,即
產(chǎn)生Dioxin 問(wèn)題,是一種替代PBDE 的優(yōu)良阻燃劑。國(guó)內(nèi)于八十年代末期開始著手對(duì)低煙無(wú)鹵阻燃
料電纜進(jìn)行研制,但其材料主要依賴進(jìn)口,且價(jià)格昂貴,因此阻礙了低煙無(wú)鹵阻燃料電纜在國(guó)內(nèi)的推
廣應(yīng)用。
均質(zhì)物質(zhì)的理解
均質(zhì)(同質(zhì))物質(zhì)(材料),由材料制成的不能進(jìn)一步被機(jī)械分拆的單元,機(jī)械力分開,如旋開,切
斷,擠壓,研磨和磨蝕等方法。根據(jù)歐盟委員會(huì)相關(guān)解釋性文件,所謂均質(zhì)材料是“一種不能被機(jī)械
拆分成不同材料的材料”(a material that can not be mechanically disjointed into different
materials)。
均質(zhì)物質(zhì),化學(xué)組成成分均衡、相同、其物理性能、化學(xué)性質(zhì)相同的物質(zhì)。如均勻的金屬、合金、塑
料、樹脂、陶瓷、玻璃、紙、木板、電鍍和涂層。
均質(zhì)材料的實(shí)例
均質(zhì)是指用機(jī)械方法不能再分的單一元件。比如,表面沒(méi)有涂覆,或者里外沒(méi)有附著其他任何材料的
塑料殼,就是一種適用最大濃度限值規(guī)定的均質(zhì)材料。反之,外表涂覆非金屬絕緣材料的電纜,就不
是一種均質(zhì)材料,因?yàn)橥ㄟ^(guò)機(jī)械處理它可被拆分成不同材料,由金屬導(dǎo)線和非金屬絕緣材料組成的。
在采用最大濃度限值時(shí),其每一單獨(dú)成分都必須滿足規(guī)定要求,而不是電纜作為一個(gè)整體符合要求就
可以了。
例如,半導(dǎo)體封裝(電路)可能包含許多不同的均質(zhì)材料,包括塑模材料,引線框上的鍍錫涂層,噴
有漆層的塑料外殼含有塑料、涂層兩種均質(zhì)物質(zhì)。引線框合金及金焊線,因此,塑模、漆層合金及金
焊線都是不同的均質(zhì)物質(zhì)。
RoHS 檢驗(yàn)拆分基本原則
按照均質(zhì)物質(zhì)進(jìn)行拆分,這樣才能保證在檢測(cè)過(guò)程的一致性和檢驗(yàn)結(jié)果的可比性
首先將各鏈接部件機(jī)械工具進(jìn)行物理機(jī)械拆分
分成金屬(包括合金)、非金屬部分
非金屬拆分為塑料( 包括橡膠、塑膠及金屬塑料復(fù)合材料)玻璃、陶瓷等
RoHS 檢驗(yàn)測(cè)試基本原則
金屬、合金一般僅需測(cè)試鉛、鎘、汞、六價(jià)鉻四種金屬
玻璃、陶瓷一般僅需測(cè)試鉛、鎘、汞、六價(jià)鉻四種金屬
非金屬拆分為塑料( 包括橡膠、塑膠及金屬塑料復(fù)合材料)一般需要測(cè)試鉛、鎘、汞、六價(jià)鉻四
種金屬及PBB、PBDE 兩種阻燃劑(除非確定不含鉛、鎘、汞、六價(jià)鉻、阻燃劑,可不測(cè)試)。
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