什么是濕熱試驗
濕熱試驗是一種人工模擬自然環境濕熱條件的加速試驗方法,濕熱試驗技術主要用在:
1.探索潮濕環境對產品的影響(開發,設計階段的研究性試驗);
2.. 鑒定產品的防潮性能(研制、生產階段的質量檢查或型式試驗);
3.評價產品在潮濕環境下使用的安全可靠性(安全或可靠性試驗),試驗后判定質量的主要指標一般是檢查產品的電性能和機械性能,也可以檢查某些樣品的腐蝕情況。
根據GJB 150.9A-2009《軍用裝備實驗室環境試驗方法 第9部分:濕熱試驗》的附錄,與濕熱相關的物理現象包括凝露、吸附、吸收、擴散及呼吸五個方面。
① 凝露:指水蒸氣在溫度低于周圍空氣露點表面凝結的現象,凝露會使水蒸氣轉變成液態水,空氣中的水蒸氣含量決定著露點的高低。露點,濕度和水蒸氣壓力相互關聯,放置在試驗箱內的樣品,當其表面溫度低于試驗箱內空氣露點時,就會產生凝露,為了防止凝露的產生,試件應先預熱。
② 吸附:指水分子在溫度比露點高的表面粘附的現象,吸附在試件表面的水分子的量,取決于材料的類型、表面結構和周圍空氣中的水蒸氣壓力。
③ 吸收:指水分子在材料內部的積聚,吸收水汽的量部分取決于周圍空氣中水的含量,并且會一直持續到平衡為止,水分子滲透的速度隨溫度的上升而提高。
④ 擴散:指局部壓力不同而造成的水分子在材料中的移動,電子產品中常遇到的擴散現象的例子:水氣通過電容器或半導體上的有機覆蓋層,或通過密封膩子滲透到電子產品內部。
⑤ 呼吸:指由于溫度變化而引起的試件空腔內外空氣交換的現象,呼吸作用通常會使試件空腔內產生凝露現象。
交變濕熱原理
交變濕熱則是在高濕條件下,利用溫度循環引起的凝露和干燥的交替過程,使進入樣品內部的水汽產生呼吸作用,從而使腐蝕過程加速。
濕熱試驗的失效機理如下
1、表面效應a.金屬氧化/電化學腐蝕;b.加速化學反應;c.有機和無機表面覆蓋層的化學或電化學破壞;d.表面水氣和外來附著物相互作用產生的腐蝕層;e.摩擦系數的改變導致粘結或粘附。2、材料性質的改變
a.因吸收效用產生的材料膨脹;b.其他性質變化,如物理強度降低,電氣絕緣和隔熱特性的改變,復合材料的分層,塑性或彈性的改變,吸濕材料性能降低等。3、凝露和游離水產生的影響a.電氣短路;b.光學表面模糊;c.熱傳導特性變化。四、濕熱試驗測試方法
1) 將試驗箱調整到30℃、95%RH。2) 2h內升到60℃、95%RH。3) 在60℃、95%RH條件下保持6h。4) 8h內降到30℃、95%RH。5) 在30℃、95%RH條件下保持8h。步驟2)至5)為一個循環,每個循環周期為24h,共進行10個循環。試驗開始前,對受試樣品進行初始檢測,初始檢測結束后,受試樣品斷電。在第5和第10個循環接近結束時進行中間檢測。試驗結束并恢復到正常大氣條件后進行最終檢測。
對濕熱試驗箱的要求1、防止試驗箱壁冷凝水滴落至試件上;
2、試驗箱應設置排氣孔,以防止箱內壓力升高,還應注意防止外來污染;
3、傳感器和檢測儀器:使用不受冷凝水影響的固體傳感器測量相對濕度,也可使用快速反應干濕球傳感器或露點測試儀等進行測量。本試驗是高相對濕度的試驗,不應采用對冷凝水敏感的傳感器,如氯化鋰型傳感器;
4、需要數據采集系統測量試驗條件,該測量系統應裝有適當的記錄裝置。數據采集系統一般與試驗箱控制器分開。如果使用有刻度的記錄紙,則該記錄紙應至少精確到±0.6℃;
5、若采用濕球控制方法,則濕球和容器應保持清潔,并在每次試驗前更換新的濕球紗布,且至少第30d更換一次;使用的濕球紗布應可能薄,以便于水蒸發,并保持傳感器表面濕潤。濕球系統所用的水應與加濕用水的水質相同。
6、如果可能,試驗期間應至少每24h對水容器、濕球紗布、傳感器和其他組成相對濕度測量系統的部件進行目視檢查,以保證預期功能。
7、風速:流過濕球傳感器的風速不應低于4.6m/s,且濕球紗布應在風扇吸氣的一側以避免風扇熱量的影響。試件周圍空氣任何部位的風速應保持在0.5m/s~1.7m/s;
8、加濕方法:采用蒸汽或噴水的方法加濕試件周圍的空氣。加濕所用的水應符合GJB 150.1A-2009中3.2的要求。應定期(不超過15d)檢驗水質以確保水質合格;如果用噴水加濕,在噴水之前應調節水的溫度以避免破壞試驗條件,而且不能直接將水噴入試驗區。在試驗期間試驗箱內產生的冷凝水應從試驗箱內排除出去。
9、防止污染:除水之外,不應有其他的物質與試件直接接觸,以防止引起試件的劣化或影響試驗結果,不應將任何銹蝕或腐蝕性污染物及其他物質引入試驗箱內。試件周圍空氣的除濕、加濕、加熱、冷卻所用的方法不應改變試驗箱內的空氣、水或水蒸氣的化學成分。
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