一、什么是湿热试验
湿热试验是一种人工模拟自然环境湿热条件的加速试验方法,湿热试验技术主要用在:
1、 探索潮湿环境对产品的影响(开发,设计阶段的研究性试验);
2、 鉴定产品的防潮性能(研制、生产阶段的质量检查或型式试验);
3、 评价产品在潮湿环境下使用的安全可靠性(安全或可靠性试验),试验后判定质量的主要指标一般是检查产品的电性能和机械性能,也可以检查某些样品的腐蚀情况。
根据GJB 150.9A-2009《装备实验室环境试验方法 第9部分:湿热试验》的附录,与湿热相关的物理现象包括凝露、吸附、吸收、扩散及呼吸五个方面。
1、凝露:指水蒸气在温度低于周围空气露点表面凝结的现象,凝露会使水蒸气转变成液态水,空气中的水蒸气含量决定着露点的高低。露点,湿度和水蒸气压力相互关联,放置在试验箱内的样品,当其表面温度低于试验箱内空气露点时,就会产生凝露,为了防止凝露的产生,试件应先预热。
2、吸附:指水分子在温度比露点高的表面粘附的现象,吸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。
3、吸收:指水分子在材料内部的积聚,吸收水汽的量部分取决于周围空气中水的含量,并且会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。
4、扩散:指局部压力不同而造成的水分子在材料中的移动,电子产品中常遇到的扩散现象的例子:水气通过电容器或半导体上的有机覆盖层,或通过密封腻子渗透到电子产品内部。
5、呼吸:指由于温度变化而引起的试件空腔内外空气交换的现象,呼吸作用通常会使试件空腔内产生凝露现象。
二、交变湿热原理
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交替过程,使进入样品内部的水汽产生呼吸作用,从而使腐蚀过程加速。
三、湿热试验的失效机理
1、表面效应
a.金属氧化/电化学腐蚀;
b.加速化学反应;
c.有机和无机表面覆盖层的化学或电化学破坏;
d.表面水气和外来附着物相互作用产生的腐蚀层;
e.摩擦系数的改变导致粘结或粘附。
2、材料性质的改变
a.因吸收效用产生的材料膨胀;
b.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,吸湿材料性能降低等。
3、凝露和游离水产生的影响
a.电气短路;
b.光学表面模糊;
c.热传导特性变化。
四、交变湿热测试方法
1) 将试验箱调整到30℃、95%RH。
2) 2h内升到60℃、95%RH。
3) 在60℃、95%RH条件下保持6h。
4) 8h内降到30℃、95%RH。
5) 在30℃、95%RH条件下保持8h。步骤2)至5)为一个循环,每个循环周期为24h,共进行10个循环。试验开始前,对受试样品进行初始检测,初始检测结束后,受试样品断电。在第5和第10个循环接近结束时进行中间检测。试验结束并恢复到正常大气条件后进行最终检测。
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