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嘉峪检测网 2017-06-29 09:38
环境适应性是产品重要质量特性之一。产品耐环境能力(或环境适应性)优劣主要取决于其选用的材料、构件、元器件、零部件等耐环境的能力和结构设计、工艺设计时采取的耐环境措施是否完整、有效。耐环境设计是在产品设计过程中,研究或考虑环境因素对产品可靠性及性能的影响,从而采取相应的对策,减少或缓减环境因素对产品的影响。
环境是指任一时刻和任一地点产生或遇到的自然环境因素(如温度、湿度等)和诱发环境因素(如振动和冲击等)的综合体,是影响产品在运输、储存和使用中可靠性的重要因素,是进行产品可靠性设计和耐环境设计的基本依据。
环境因素包括自然环境因素和诱发环境因素,其分类和组成见表1。
表 1 环境因素分类及其组成
类型 |
类别 |
因素 |
自然环 境因素 |
地表 |
地貌、土壤、水文、植被 |
气候 |
温度、湿度、压力、太阳辐射、雨、固体沉降物、雾、风、盐雾、臭氧 |
|
生物 |
生物有机物、微生物有机体 |
|
诱发环 境因素 |
气载的 |
砂尘、污染物 |
机械的 |
振动、冲击、加速度 |
|
能量的 |
声、电磁辐射 |
产品贮存、运输及使用条件下,各种环境因素及其重要性如表2所示。
表2 各种环境及其重要性
阶段 |
环境因素 |
|||||||||||
地表 |
温度 |
湿度 |
压力 |
太阳辐射 |
淋雨 |
固体沉降物 |
雾 |
风 |
盐雾 |
臭氧 |
||
贮存 |
O |
A |
A |
C |
O |
O |
O |
O |
O |
C |
C |
|
运输 |
公路 |
A |
B |
B |
O |
C |
B |
B |
B |
C |
O |
O |
铁路 |
A |
B |
B |
O |
C |
B |
B |
B |
C |
O |
O |
|
船舶 |
O |
C |
B |
O |
C |
C |
O |
B |
C |
B |
O |
|
飞机 |
O |
B |
O |
C |
O |
C |
C |
A |
B |
O |
O |
|
使用 |
寒区 |
A |
A |
A |
O |
B |
A |
A |
B |
B |
C |
O |
湿热 |
A |
A |
A |
C |
B |
A |
O |
O |
B |
B |
O |
|
干热 |
A |
A |
O |
O |
A |
O |
O |
O |
B |
B |
O |
|
适中 |
A |
A |
A |
C |
B |
A |
B |
B |
B |
B |
C |
|
室内 |
O |
B |
B |
O |
O |
O |
O |
O |
O |
O |
O |
|
存放 |
O |
A |
A |
O |
B |
B |
B |
O |
C |
B |
C |
注:A:最重要;B:重要;C:不重要;O:一般不会遇到此环境
表 2 各种环境及其重要性(续)
阶段 |
环境因素 |
||||||||||
生物 |
微生物 |
大气污染物 |
砂尘 |
振动 |
冲击 |
加速度 |
噪声 |
电磁辐射 |
核辐射 |
||
贮存 |
B |
B |
C |
C |
C |
B |
O |
O |
O |
O |
|
运输 |
公路 |
O |
O |
O |
C |
A |
A |
C |
O |
O |
O |
铁路 |
O |
O |
O |
C |
A |
A |
C |
O |
O |
O |
|
船舶 |
C |
O |
O |
O |
B |
C |
C |
O |
O |
O |
|
飞机 |
O |
O |
O |
C |
B |
B |
B |
O |
O |
O |
|
使用 |
寒区 |
C |
O |
C |
C |
B |
B |
O |
C |
B |
C |
湿热 |
C |
A |
O |
O |
B |
B |
O |
C |
B |
C |
|
干热 |
O |
O |
O |
A |
B |
B |
O |
C |
B |
C |
|
适中 |
C |
B |
C |
B |
B |
B |
O |
C |
B |
C |
|
室内 |
C |
C |
B |
B |
C |
O |
O |
O |
B |
C |
|
存放 |
B |
B |
C |
C |
O |
C |
O |
O |
C |
C |
注:A:最重要;B:重要;C:不重要;O:一般不会遇到此环境
元器件典型应用环境一般为振动、冲击、温度、湿度和盐雾等,其对元器件的单一影响如表3所示。实际上影响元器件性能和可靠性的环境因素可能是几种因素的组合,而组合因素对元器件的影响更为复杂。
表3典型环境下元器件失效模式
元器件 |
振动 |
冲击 |
温度 |
湿度 |
盐雾 |
半导体器件 |
断路;功率衰变 |
断路;密封破坏 |
漏电增大;增益改变;短路和断路增加 |
漏电增大;电流增益减少 |
漏电增大;电流增益减小;引线和壳体腐蚀 |
电阻器 |
引线断裂;破裂 |
破裂;断开 |
电阻增大;断路;短路 |
电阻增大;断路;短路 |
电阻改变;断路;短路 |
热敏电阻器 |
引线断裂;壳体破裂;断路 |
引线断裂;壳体破裂;断路 |
断路和短路增加 |
电阻变化 |
引线腐蚀电阻变化 |
电位器 |
噪声增大;扭矩改变;电刷跳跃;断路 |
噪声增大;扭矩和线性改变;断路 |
噪声增大;扭矩和线性改变;断路 |
噪声增大;扭矩和线性改变;绝缘电阻减小 |
绝缘电阻减小;腐蚀加剧;粘结 |
陶瓷电容器 |
导线断线增多;压电效应;壳体和密封破裂 |
导线断线增多;压电效应;壳体和密封破裂 |
介电常数和电容改变;绝缘电阻随温度升高而降低 |
- |
腐蚀;短路 |
云母电容器 |
导线断裂 |
导线断裂 |
绝缘电阻增大;银离子移动;漂移 |
银离子移动 |
短路 |
纸质电容器 |
断路和短路增加;导线断裂 |
断路;介质击穿增加;短路;导线断裂 |
电容改变;油绝缘纸破裂;绝缘电阻减少;功率因数增加 |
绝缘电阻减少;功率因数增加 |
短路 |
钽电容器 |
断路;短路;电流聚增;导线断裂 |
断路;导线断裂 |
电介质泄露;电容变化;绝缘电阻减少;串联电阻变化 |
绝缘电阻减少;介质击穿增加;短路增加 |
腐蚀 |
变压器 |
断路;短路 |
断路;短路;功率输出变化 |
绝缘降低;断路;短路;热点畸变 |
腐蚀;长霉;断路;短路 |
腐蚀;断路;短路 |
继电器 |
断路;短路 |
触点断开或闭合 |
断路或短路;绝缘电阻随温度增高变小 |
绝缘电阻减小 |
引线腐蚀 |
电连接器 |
插头和插座分离;插件破裂;触点断开 |
触点断开 |
跳火;电介质破坏 |
短路;霉菌;触点腐蚀;绝缘电阻降低 |
腐蚀 |
开关 |
触点抖动 |
触点断开 |
触点氧化 |
触点烧坏;击穿 |
氧化和腐蚀触点烧坏 |
来源:可靠性知识