湿热实验一般有三种类型,其中,安稳湿热实验首要适用于一般电工电子产品,应力严格度等级较低,实验设备要求也不高。
交变湿热实验适用于环境比较恶劣复杂的产品,军标里的湿热实验其实也是交变湿热,适用于复杂环境或或许将要运用到这类环境的军工产品或通讯产品。交变湿热或湿热实验对温度、湿度、继续时刻和循环周期的要求都比安稳湿热严格,军标的湿热实验更严格。所以,假如一个产品做过交变湿热或军标要求的湿热实验,就没有必要再做安稳湿热实验了。一般重要关键的产品或军工设备,在制订可靠性实验方案或编写实验纲要时,也不会挑选安稳湿热实验。三种湿热实验严格度顺序,从低到高为“安稳湿热”小于“交变湿热”小于“(军标的)湿热”。要注意,严格度并不是项目越多越好。
在湿热实验中,温度和湿度共同作用,会形成一些物理现象并使样品外表或内部受潮。
1、吸附现象:
气体分子(在湿热实验中指水蒸气分子)在空间运动时或许碰撞固体物质(样品)的外表,当必定数量的分子连续碰在固体外表,在它从头回到空间之前,要在固体(样品)外表“逗留”必定长的时刻。这时,气体在外表上的浓度高于它在空间中的浓度,然后发生凝结。这种气体在固体外表上“逗留”的现象称之为吸附。因而,吸附也能够说是气体在固体外表上凝结和蒸发的一个中心进程。依据实验成果,气体吸附量与固体物质的性质、温度及平衡时气体的压力三者有关。温度愈低、压力愈高,则吸附量就愈大。(感兴趣的同学能够去研究一下函数联系式)
物理吸附是由范德华引力引起的,吸附层一般为多分子层。吸附速度较快,吸附时所需能量也较小,一般在低温下便能进行。在湿热实验中以物理吸附现象居多。
2、凝露现象:
凝露实践上也是水分子在样品上的吸附现象,但它是在实验温度上升时发生的。在升温阶段,样品外表温度低于周围空气露点温度时,水蒸气便会在样品外表凝结成液体形成水珠。在交变湿热实验的升温阶段,因为样品的热惯性,使它的温度上升滞后于实验箱的温度。因而,外表便发生了凝露现象。这种外表凝露量的多少,取决于样品本身的热容量巨细,以及升温速度和升温阶段的相对湿度,在交变湿热实验的降温阶段,关闭外壳的内壁也会呈现凝露现象。
3、分散现象:
分散是分子运动的一种物理现象。在分散进程中,分子总是从浓度大的当地搬迁到浓度小的当地。湿热实验时,空气中水蒸气向浓度较低的资料内部分散的速度能够用菲克规律表示出来。所以,湿热实验中由分散引起的潮气侵入,除了取决于实验条件中的湿度与温度,还与样品的原料有关。
4、吸收现象(也称为流转现象)。
水蒸气进入资料内,一般都是经过空地。水蒸气经过间隙的速度取决于孔的尺度。假如孔隙的尺度小于水分子的直径,水蒸气便不能进入。因为水蒸气在空间是与空气混合存在的,所以它的进入速度与水蒸气和空气的混合份额也有很大联系。将水蒸气和空气份额为1:1时,相当于80℃空气饱和状态下的水气量作为边界。高于这个边界的称为高蒸气压力,低于这个边界的称为低蒸气压力,然后将水蒸气进入空地的机理别离进行评论:
①低蒸气压力下水气进入机理:在温度和水蒸气压力都不变的情况下(相当于安稳湿热实验),水蒸气进入空地首要是因为分散作用,其速度首要取决于空地中的空气阻力(渗透系数)和空地尺度(空地的巨细尽管也影响进入速率,但并不严重)。当温度改动(相当于交变湿热实验)时,空地两头的水蒸气压力差强迫含有水蒸气的空气经过。这时进入速率不但与空地阻力和空地尺度有关,还与空地两头的水蒸气压力差也有关。由此可见,安稳湿热实验与交变湿热实验的作用机理是不相同的。
②高蒸气压力条件下,水蒸气进入速度与空地直径有关,当空地直径小于水分子的均匀自在旅程时,水蒸气进入为分子流;当空地直径大于均匀自在旅程时,进入速度为粘性流,空地直径处于上述二者之间时为过渡流。在高蒸气压力下,水蒸气进入速度随空地巨细改动说明,假如进步温度来加快潮气进入,对不同空地尺度将会有不同的速率,其加快倍数将是不相同的。
综上所述,水蒸气经过吸收现象的进入,取决于温度和水蒸气压力(湿度)及资料的原料。
5、呼吸作用:
我们将关闭样品内空腔中温度改动引起的表里空气沟通,称之为呼吸作用。在交变湿热实验的降温阶段,因为温度急剧下降,引起关闭空腔内的空气温度下降或空腔内壁的凝露都会使腔内压力下降,形成抽吸现象,吸入外界的湿润空气,因而,降温阶段的呼吸作用吸入潮气量的多少,与温度改动速率和湿度有关。这种呼吸现象不仅仅发生在实验温度交变时,当具有关闭外壳的样品,如关闭型旋转电机在间歇运动进程中,壳内线圈发热或冷却的重复替换改动,也会发生呼吸作用。在湿润条件下运用的电机产品,因为这种呼吸作用吸入潮气,长时刻凝结成水在壳内积聚起来,也是层出不穷的。
样品受潮的方法一般有二种:一种是外表受潮,它通常是由凝露和外表吸附引起的;另一种是体积受潮,它是由水蒸气分散和吸收现象引起的。有时吸附在样品外表的水分到达必定程度,也会加快体积受潮的速度。对有空腔的关闭类型的样品,其内部尽管不直接触摸高湿条件,但因为实验温度的改动形成的呼吸作用,会使外部的潮气经过间隙或裂缝进入内部,形成内部受潮。同时,分散和吸收现象也能够使潮气经过缝隙进入关闭壳内。此外,对于某些有机资料的外壳,当分散现象所引起的吸潮到达安稳今后,潮气便能够穿过外壳渗透进入壳内。外表和体积受潮形成样品的劣化效应,指机械功能(尺度和强度)和非机械功能(电功能和其他功能);两种改动。
(金鉴实验室可靠性工程师正在对实验箱进行操作)
湿热实验的温湿度条件一般是模拟实践环境中较为稀有的条件,且其作用继续时刻也比实践环境中要长得多。所以从模拟性来说,它较天然条件严格,对样品是有加快作用的。依据上面评论的几种物理现象所引起的受潮机理能够看出,不同资料和结构的样品,实验成果是不彻底相同的。所以,一个遍及通用的人工湿热实验办法要求取统一的加快系数是困难的。只要对某一特定或单一性质的样品,经过剖析和实验比较后,才干确认一个较为适宜的加快系数。湿热环境的分级与实验严格等级的对应联系,是多年来没有完*的问题。人工湿热实验办法的严格等级是由实验条件和实验周期数组成的。实验条件一般对应于样品实践运用环境条件,而实验周期数的挑选比较复杂。通常,实验周期数是依据样品的特征及湿热对其首要机理影响综合剖析今后确认的。一般要与天然或现场运转实验的成果比照,找出相互之间的联系后,才干挑选适宜的周期数。可是,到目前为止,即便在上也尚未得出一个遍及适用的数学形式,来表达人工湿热实验与天然条件间的联系。所以,尽管在实验办法规范中引荐了优先选用的周期数,但在实践使用中,仍然存在着许多问题。
湿热实验周期的多少是产品长时刻贮存周期可靠的依据。现有认识标明,特别是在库存中,影响腐蚀的根本的和重要的因素是仓库中的相对湿度。在相对湿度低时,随温度的添加,腐蚀速度添加并不快。
无论是长时刻贮存仍是加快腐蚀实验,另一种常见的是点状基体腐蚀。大多数是因为浸漆、包装出产进程中的磕碰、熔洞进程中的“夹杂”(大多数为夹铁)、冲压进程中因为磕碰、划伤形成的“夹灰”,而在外表处理前未能发现修正的外表。因而点状锈蚀也是难根绝的一种腐蚀源。交变湿热实验中降温阶段的呼吸作用,对某些类型的样品来说是较为显着的,因而,在实验办法中特别强调了降温速度和湿度的问题。交变湿热中较大的温度改动起伏、降温时较高的相对湿度以及高湿继续作用时刻长,会加重绝缘受潮。
安稳湿热经过先升温再升湿(先降湿再降温)的办法避免发生凝露,首要是经过高温高湿环境下样品对水汽吸附、吸收和分散等作用,形成产品失效。
交变湿热则是在高湿条件下,利用温度循环引起的凝露和干燥的替换进程,使进入样品内部的水汽发生呼吸作用,然后使腐蚀进程加快。
1、安稳湿热实验
测验进程中遇到忽然停电等特殊原因形成实验被迫中止的情况时,主张依照以下方法操作:
1)假如在中止进程中箱内环境条件没有超越答应的差错规模,此刻中止的时刻应作为总实验时刻的一部分(一般为瞬间断电后及时通电康复箱内环境);
2)傍边止进程期间实验条件低于答应差错下限,那么应从头到达要求的实验环境,并除掉差错规模以外的测验时刻,一直进行到完结规则的实验时刻;
3)假如呈现过实验的情况,主张停止实验,从头用新的样品进行实验,若经过相关技术人员的断定,以为超越要求的实验条件不会直接形成实验样品特性的损坏,或者该样品为可修正的产品,那么能够依照第二条处理,假如在今后的实验中呈现样品失效,那么应该以为该项实验成果无效。
2、交变湿热(耐湿实验)实验办法
1)设备级湿热实验
测验进程中遇到忽然停电等特殊情况形成实验中止时,主张依照以下方法操作:
①假如在中止进程中箱内环境条件没有超越答应的差错规模,此刻中止的时刻应作为总实验时刻的一部分;
②傍边止进程中箱内环境条件低于答应差错下限时,那么应该从中止前后一个有用循环的结束点从头开始继续实验(即中止点所在的循环无效);
③假如呈现过实验的情况,主张停止实验,从头用新的样品进行实验,若经过相关技术人员的断定,以为超越要求的实验条件不会直接形成实验样品特性的损坏,或者该样品为可修正的产品,那么能够将箱内环境康复至要求环境条件并继续实验,假如在今后的实验中呈现样品失效,那么应该以为该项实验成果无效。
2).器件级湿热实验
测验进程中遇到忽然停电等特殊情况形成实验中止时,在完结规则循环次数之前(不包括后一次循环),如发生了不多于一次的意外实验中段,可重做该循环。若在后一次循环期间呈现意外的实验中段,除要求重做该循环外还要求再进行一次无中止的循环。任一中止超越 24 h 都要求自始至终重做实验。
湿热实验,包括安稳湿热实验、交变湿热实验、温度/湿度组合循环实验。
GB/T 2423.3安稳湿热实验,规则温度容差为士2℃。
GB/T2423.9Cb安稳湿热实验4个温度等级规则的温度容差为士2℃、相对湿度容差为士3%。
GB/T 2423.4交变湿热实验所规则的上限温度时:温度容差为士2%,相对湿度容差为士3%;下限温度时温度容差为士3℃;相对湿度要求95%。
GB/T 2423.34ZD温度/湿度组合循环实验中湿润露出循环的上限温度时,温度容差为士2℃,相对湿度容差为土3%。相对湿度是一个与温度有关的参数,箱内温度不同,相对湿度也不同,相对湿度不同巨细还与它的加湿方法、风速、控制精度等有关。加湿方法和空气流转速度一般是固定的,控制精度也只能经过良好的维护、保养和正确的操作程序加以保证。它的有用作业空间一般要比高温实验的有用作业空间小一些,因为只要小的温差和小的温度动摇才干保证相对湿度的不同保持在较小的数值上。
GB/T 2423.3指出:为使本规范规则的相对湿度容差保持在要求的规模内,作业空间内任一两点的温差,在任一瞬时都不应大于1℃,短期的温度动摇也必需保持在较小的规模内。确认各种湿热实验有用空间,也必需经过相对湿度的丈量加以判断。以保证在进行各种湿热实验时,被试样品始终保持在规则容差规模内。
1. 低温对产品的影响
1.1:橡胶等柔韧性资料的弹性下降,并发生决裂;
1.2:金属和塑料脆性增大,导致决裂或发生裂纹;
1.3:因为资料的缩短系数不同,在温变率较大时,会引起活动部件卡死或滚动不灵;
1.4:光滑剂粘性增大或凝结,活动部件之间摩擦力增大,引起动作滞缓,乃至停止作业;
1.5:元器件电参数发生改动,影响产品的电功能;
1.6:结冰或结霜引起产品结构损坏或受潮等。
2. 低温环境效应
2.1:使资料硬化及脆化。
2.2:不同资料的不同缩短特性而使零件卡死。
2.3:因为光滑剂添加黏性而失掉光滑作用。
2.4:电性改动(如电阻,电容等) 。
2.5:变压器和机电组件功能改动。
2.6:冲击基座变硬。
2.7:爆破物决裂,如铵硝酸。
2.8:使试件发生裂痕、脆化并改动耐冲击 强度及减低强度
2.9:玻璃发生静力疲惫。
2.10:使水凝结和冰冻。
2.11:减低人的灵巧性及使听力和视力退化。
2.12:改动焚烧速率。
3. 高温对产品的影响
3.1:因为各种资料的胀大系数不同,导致资料之间的粘结和搬迁;
3.2:光滑剂丢失或光滑功能下降,添加活动部件之间的磨损;
3.3:密封填料、垫圈、封口、轴承和旋转轴等的变形;
3.4:因为粘结引起机械失灵或彻底失效;
3.5:元器件电参数发生改动,影响产品的电功能
3.6:变压器、机电组件过热;
3.7:易燃或易爆资料引起焚烧或爆破;
3.8:密封件内部压力增高引起决裂;
3.9:有机资料老化、变色、起泡、决裂或发生裂纹;
3.10:绝缘资料的绝缘功能下降。
4. 高温环境效应
4.1 不同资料的不同胀大特性而使零件卡死。
4.2 光滑剂失掉黏性,使光滑剂丢失而导致接点失掉光滑。
4.3 试件全体或部分改动尺度。
4.4 因为包装、垫圈、密封、轴承和主轴变得歪斜、卡死和失效而引起机械或全部的失效。
4.5 垫圈变形(胶状) 。
4.6 气密功能退化。
4.7 电阻值改动。
4.8 电路安稳情况随温度梯度和资料的不同胀大特性而改动。
4.9 变压器和机电组件过热。
4.10 改动继电器及以磁性与热起动组件之作用/不作用裕度。
4.11 缩短操作寿命时闲。
4.12 固体资料内部晶体结构发生分离。
4.13 密闭试件内部发生高压。
4.14 加快炸药和推进器焚烧。
4.15 炸药铸造外壳胀大。
4.16 炸药溶解和渗出。
4.17 有机资料变质及决裂。