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GJB150.9A和GB/T 2424.2湿度环境效应描述的对比

作者: salmon范 编辑: 瑞凯仪器 来源: www.riukai.com 发布日期: 2019.07.20
GJB 150.9A-2009军用装备实验室环境试验方法 第9部分:湿热试验
4.1.2 环境效应
潮湿会对装备产生物理和化学影响;温湿度的变化可以导致装备内部出现凝露现象。与湿度有关的物理现象见附录A。考虑下列典型问题(未包括所有问题),有助于确定本试验是否适用于受试装备:
a)表面效应,如
1)金属氧化/电化学腐蚀;
2)加速化学反应;
3)有机和无机表面覆盖层的化学或电化学破坏;
4)表面水气和外来附着物相互作用产生的腐蚀层;
5)摩擦系数的改变导致的粘结或粘附。
b) 材料性质的改变,如:
1)因吸收效应产生的材料膨胀;

2)其他性质变化,如物理强度降低、电气绝缘和隔热特性的改变、复合材料的分层、塑性或弹性的改变、吸湿材料性能降低、炸药和推进剂因吸湿而性能降低、光学元件图像传输质量降低、润滑剂性能降低。

GJB150.9A

c) 凝露和游离水产生的影响,如
1)电气短路;
2)光学表面模糊;
3)热传导特性变化。
GB/T 2424.2-2005 电工电子产品环境试验 湿热试验导则
7 试验环境对试验样品的影响
7.1 物理性能的变化
潮湿大气可能会改变材料的机械性能和光学性能,例如由膨胀引起的尺寸变化、摩擦系数等表面性能的变化和强度的变化等等。
上述性能的改变取决于是采用恒定湿热试验还是交变湿热试验,或是否需要凝露。
7.2 电气性能的变化
7.2.1 表面受潮
如果绝缘材料的表面有凝露或吸附了一定量的潮气,某些电气特性可能会变化,如表面电阻降低、损耗角增大,甚至会产生泄漏电流。
一般来说,上述情况应选用试验Db,而假如无凝露产生,则应选用试验Cab。
在某些情况下,大条件试验期间,有些样品需要接通、负载或进行测量。
一般来说,由表面受潮而引起的电气性能的变化在几分钟之后就很明显显示出来了。
7.2.2 体积吸潮
绝缘材料的吸潮能使其许多电气性能发生变化,如电介质强度降低、绝缘电阻下降、损耗角增大、电容量增大等。
由于吸收和扩散过程需要一段很长时间,要经过几百甚至几千小时后才能达到平衡状态,因此应选取较长的试验时间。只有知道潮气渗入量与时间的依从关系才能推算出试验结果。例如,塑料封装件在经过56天Cab恒定湿热试验后,看来还良好的,但在更长阶段之后,由于吸收和扩散作用,大量水汽渗入材料内部,该塑料封装件的性能恶化。
在对封装件中的主要零件另加防潮处理后,如半导体的钝化处理、封入干燥剂等,评价吸潮对电气性能的影响可能变得很困难。
7.3 腐蚀
有很多种腐蚀只有在湿度相当大时才能发生。温度和湿度越高,腐蚀速度越快。一般来说,当存在反复蒸发、多次凝露时腐蚀最严重。
湿热试验通常不用于确定腐蚀效果,但当有杂质附着于金属表面时,如残留的焊剂、其他加工过程的残余物、灰尘、指纹等时,潮湿环境可能会诱发腐蚀或加速腐蚀过程。
在相对湿度很高或存在凝露时,不同金属之间或金属与非金属材料的连接处也会是一种腐蚀源。
当使用偏置电压时,腐蚀有可能加剧(见试验Cx和试验Cy)。
微评:两相比较,似乎GB/T 2424.2的描述比较概括和条理清晰,物理性能、电气性能、腐蚀(化学)三个方面,逐一道来。
GJB 150.9A-2009军用装备实验室环境试验方法 第9部分:湿热试验
附录A
(资料性附录)
与潮湿相关的物理现象
A.1 凝露
水蒸气在温度低于周围空气露点的表面凝结的现象,称为凝露。凝露会使水蒸气转变成液态水。
空气中的水蒸气量决定着露点的高低。露点、绝对湿度和水蒸气压力相互关联。在试验箱内的试件,当其表面温度低于试验箱内空气露点时,就会产生凝露。因此,为了防止凝露产生,试件应先预热。
通常,凝露只用目测测定,但不包括所有的情况,特别是表面粗糙的小试件难以用目测来判别。若试件的热容量很小,只有在空气温度快速上升,或相对湿度接近100%时才会产生凝露。可以观察到由于试件周围空气温度的降低,而使箱体结构内表面产生轻微凝露。
GB/T 2424.2-2005电工电子产品环境试验 湿热试验导则 2 术语
2.1
凝露 condensation
试验样品的表面温度低于周围空气的露温度时,水蒸汽在该表面上析出的现象,即水由气态转变为聚集的液态。
GB/T 2424.2-2005电工电子产品环境试验 湿热试验导则 4 湿度的物理现象
4.1 凝露
露点温度取决于空气中水汽的含量。露点温度、绝对湿度和水汽压力三者之间存在着直接关系。
当把试验样品放进试验箱(室)中时,如果试验样品的表面温度低于试验箱(室)中空气的露点温度,样品表面上就会出现凝露,因此,如欲避免凝露,必须对试验样品进行预热。
在条件试验期间,如要求试验样品表面产生凝露,就必须迅速提高空气中水分的含量和空气温度,使空气露点温度和试验样品表面温度之前达到某一差值。
如果试验样品的热时间常数比较小,则只有在升温速率极快或相对湿度接近100%时才会出现凝露。对于很小的试验样品,即使满足试验Db所规定的升温速率,也可能不会出现凝露。
在温度下降到周围温度后,壳体内表面上可能会有少量凝露。
通常,凝露的情况可以用肉眼观察的方法来检查,但不一定十分有效,对表面粗糙的小试验样品尤其是这样。
微评:对于凝露的产生,GJB的表述略晦涩,要产生凝露,温度不变时,加湿;湿度不变时,快速升温。
GJB 150.9A-2009军用装备实验室环境试验方法 第9部分:湿热试验
A.2 吸附
水分子在温度比露点高的表面粘附的现象,就是吸附。粘附在试件表面的水分子的量,取决于材料的类型、表面结构和周围空气中的水蒸气压力。单独评价吸附的影响是不容易的,因为与吸附同时发生的吸收的影响通常会更明显。
GB/T 2424.2-2005电工电子产品环境试验 湿热试验导则 2 术语
2.2
吸附 adsorption
试验样品的表面温度高于周围空气的露点温度时,水汽分子附着在试验样品表面的现象。
GB/T 2424.2-2005电工电子产品环境试验 湿热试验导则 4 湿度的物理现象
4.2 吸附
吸附在试验样品表面上的水汽分子的量取决于材料的类型、材料的表面结构和水汽压力的大小。由于吸附和吸收同时发生,而吸收效应通常更明显。因此,不容易单独评定吸附量的大小。
微评:两者描述差不多。
GJB 150.9A-2009军用装备实验室环境试验方法 第9部分:湿热试验
A.3 吸收
水分子在材料内部的积聚称为吸收。吸收水气的量部分取决于周围空气中水的含量。吸收过程一直持续到平衡为止。水分子渗透的速度随温度的上升而提高。
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2.3
吸收 absorption
水分子在材料内的聚集。
GB/T 2424.2-2005电工电子产品环境试验 湿热试验导则 4 湿度的物理现象
4.3 吸收
材料吸收潮气的量在很大程度上取决于周围空气的含湿量、吸收过程在达到平衡前始终稳定地进行着。水分子渗入的速度一般随温度升高而增大。
GJB 150.9A-2009军用装备实验室环境试验方法 第9部分:湿热试验
A.4 扩散
由于局部压力不同而造成的水分子在材料中的移动,称为扩散。电子产品中常遇到的扩散现象的例子是:水气通过电容器或半导体上的有机覆盖,或通过密封腻子渗透到电子产品内部。
GB/T 2424.2-2005电工电子产品环境试验 湿热试验导则 2 术语
2.4
扩散 diffusion
由分压力差引起的水分子穿过材料迁移的现象。
注:扩散导致分压力平衡,流动(如水分子穿过足够大缝隙时形成的粘滞流或层流)最终导致总压力平衡。
GB/T 2424.2-2005电工电子产品环境试验 湿热试验导则 4 湿度的物理现象
4.4 扩散
在电子元器件中经常出现的扩散实例就是水蒸汽透过有机密封材料进入壳体内部,例如进入电容器或半导体器件内部。
GJB 150.9A-2009军用装备实验室环境试验方法 第9部分:湿热试验

A.5呼吸
由于温度变化而引起的试件空腔内外空气交换的现象称为呼吸。呼吸作用通常会使试件空腔内产生凝露现象。
GB/T 2424.2-2005电工电子产品环境试验 湿热试验导则 2 术语
2.5
呼吸breathing

由温度变化引起的空腔内的空气与空腔外的空气之间的交换现象。

原文出自: 可靠性与环境试验

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