凝露現(xiàn)象的產(chǎn)生、危害以及箱內(nèi)防凝露方法簡析
環(huán)境應(yīng)力篩選中凝露現(xiàn)象的產(chǎn)生
在武裝、軍民產(chǎn)品、元器件、板級(jí)與單元級(jí)模塊的環(huán)境應(yīng)力篩選中,溫度快速上升時(shí)很容易導(dǎo)致產(chǎn)品上出現(xiàn)凝露等物理現(xiàn)象,并因此產(chǎn)生:吸附現(xiàn)象、吸收現(xiàn)象、擴(kuò)散現(xiàn)象、呼吸現(xiàn)象。凝露現(xiàn)象的產(chǎn)生與產(chǎn)品所用材料、腔體大小、升降溫速率、相對(duì)濕度、箱內(nèi)氣壓和空氣流速等因素都有關(guān)系。當(dāng)試驗(yàn)箱中環(huán)境溫度升高時(shí),由于熱慣性,產(chǎn)品表面的溫度低于環(huán)境溫度,當(dāng)濕熱的環(huán)境空氣遇到低于露點(diǎn)的產(chǎn)品表面時(shí),空氣中的水汽就會(huì)凝結(jié)在表面形成露滴。如果產(chǎn)品密封,當(dāng)試驗(yàn)箱中環(huán)境溫度降低時(shí),產(chǎn)品外殼內(nèi)壁溫度比腔體內(nèi)空氣溫度降溫快,腔體內(nèi)濕熱空氣也會(huì)在產(chǎn)品外殼內(nèi)壁凝結(jié)成露滴。由于大多產(chǎn)品不是全部密封的,凝露現(xiàn)象一般出現(xiàn)在升溫階段。
環(huán)境應(yīng)力篩選中凝露現(xiàn)象的危害
通常情況下,單純的凝露水不足以導(dǎo)致產(chǎn)品故障,但在環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)箱中,凝露水會(huì)與其他因素融合產(chǎn)生物理/化學(xué)作用,從而影響產(chǎn)品的安全質(zhì)量,如金屬氧化/電化學(xué)腐蝕、有機(jī)和無機(jī)表面覆蓋層的化學(xué)或電化學(xué)破壞、摩擦系數(shù)的改變導(dǎo)致粘結(jié)或粘附、因吸收效應(yīng)導(dǎo)致的材料膨脹、物理強(qiáng)度降低、電氣短路等,引起的典型失效故障如表1。
在環(huán)境應(yīng)力篩選中,控制凝露現(xiàn)象的發(fā)生是避免因非被試品因素產(chǎn)生凝露而造成故障的基本要求。
溫度箱內(nèi)防凝露的方法分析
在環(huán)境應(yīng)力篩選中,導(dǎo)致被試品表面出現(xiàn)凝露的根本原因是被試品表面的溫度低于溫度箱內(nèi)空氣的露點(diǎn)。那么,要防止被試品表面出現(xiàn)凝露現(xiàn)象,有以下幾種可能的途徑:
(1)改善箱內(nèi)氣體的循環(huán),使被試品在溫度箱中的溫度始終與箱內(nèi)氣體的溫度變化同步,且被試品的溫度與箱內(nèi)氣體的溫度之差很小,不足以讓被試品表面出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。
(2)采取合適的措施,使箱內(nèi)氣體的露點(diǎn)上升速率滯后于被試品表面的溫度上升速率,使箱內(nèi)氣體的露點(diǎn)始終低于被試品表面的溫度,防止被試品表面出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。
(3)控制箱內(nèi)氣體的絕對(duì)濕度,使箱內(nèi)氣體的露點(diǎn)始終低于箱內(nèi)氣體的下限溫度,從而避免被試品表面出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。
在以上的控制途徑中,途徑(1)的困難很大,因?yàn)楸辉嚻返牟牧?、體積、質(zhì)量、結(jié)構(gòu)都千差萬別,不同被試品的熱慣性差別很大,在箱內(nèi)氣體溫變速率確定的條件下,要保證所有被試品的溫變速率與箱內(nèi)氣體的溫變速率相同,且被試品與箱內(nèi)氣體的溫度差很小,這在工程上很難實(shí)現(xiàn)。而采取途徑(2)和途徑(3)具有一定的可行性,當(dāng)我們?cè)O(shè)法降低箱內(nèi)氣體的絕對(duì)濕度時(shí),可以有效地降低箱內(nèi)氣體的露點(diǎn),以保證被試品的溫度高于箱內(nèi)氣體的露點(diǎn),防止被試品表面出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。
經(jīng)過對(duì)環(huán)境應(yīng)力篩選實(shí)驗(yàn)的長期觀察,我們發(fā)現(xiàn)影響溫度箱內(nèi)氣體露點(diǎn)變化的因素主要有以下兩點(diǎn):
(1)環(huán)境濕度:當(dāng)環(huán)境濕度較大時(shí),箱內(nèi)容易出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。
(2)箱體的密封性:箱體的密封性越好,環(huán)境濕度對(duì)箱內(nèi)氣體的影響越小。
環(huán)境濕度是不可控因素,由于工作的需要或工程的原因,箱體很難做到絕對(duì)的密封。一般的溫度箱內(nèi)外不可避免有氣體交換,這是一般的溫度箱防凝露的困難所在。為了克服環(huán)境濕度通過箱體縫隙對(duì)箱內(nèi)氣體露點(diǎn)的影響,本文認(rèn)為,以一定的流量向箱體內(nèi)補(bǔ)充干燥空氣,使箱內(nèi)氣壓大于箱外大氣壓,阻止箱外水蒸氣進(jìn)入箱內(nèi),控制箱內(nèi)濕度,從而保證箱內(nèi)氣體的露點(diǎn)低于被試品表面溫度。