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摘要:随着现代电子技术的高速发展,在军用设备中电子设备的应用也愈来愈广泛。现代军用电子设备的应用环境通常较为恶劣,而电子设备的运行容易受到外界因素的影响,因此,军用电子设备设计中三防设计非常关键。文章对军用电子设备的三防设计展开了分析与探讨,以期可以给行业工作人员提供有益参考。
关键词:军用电子设备;三防设计;防护性能;干扰
气候环境因素会对军用电子设备的实际使用情况产生较大影响,特别是潮湿、盐雾以及霉菌几个环境因素。三防设计与质量检验便是针对电子设备在防潮、防盐雾以及防霉菌几个方面的性能实施检验。伴随着三防要求的逐渐提升,电子设备三防试验以及实际应用中所暴露的问题也越发明显,很多军用电子设备很难通过相应的质量检测,出现了较为显著的镀层、材料腐蚀等情况。因此,做好军用电子设备三防设计与试验十分必要。
一、军用电子设备正常运行的影响因素与防护
(一)潮湿防护
在空气中的相对湿度超过80%时,电子设备内的无机材料与有机材料会因为受潮影响而出现膨胀、变形以及变重的情况,金属元器件的腐蚀速度也会相应加快。若是绝缘材料的选取不合适,并且没有做好相关工艺处理,绝缘电阻便会在短时间内急剧下降,极有可能出现绝缘被击穿的情况。因为,为了确保电子设备更加稳定和可靠,做好防潮设计是十分关键的。
电子设备结构设计过程中,针对正常天气状况下的元器件,为了提高电子设备纤维以及非金属材料在耐热、防潮等方面的能力,加强机械强度,可以应用灌封、浸渍等方式实施处理。而关于电子设备金属材料的防潮,通常运用表层覆盖的方式。
(二)盐雾防护
盐雾指的是海风吹卷海水,海水微滴在空中和大气相结合,所形成的雾滴会带有一定盐分,所以盐雾仅会在沿海地带的大气层中出现。盐雾通常会对金属和金属镀层造成一定腐蚀。关于盐雾的防护,可以应用较为严格的电镀工艺,确保镀层厚度的适宜性,并选取合适的镀层类型。
(三)霉菌防护
霉菌会在一定程度上使电子设备的绝缘性能受到影响,严重时会导致电子设备失灵。霉菌生长于绝缘材料上,会对营养进行吸收,使材料发生降解,导致材料出现很多孔洞,吸收了一定水分,最终绝缘性受到影响。电子设备有多种防护霉菌的方式,其中具体包含环境温度和湿度的控制、防霉剂、密封等方式。
二、军用电子设备三防设计主要内容
(一)结构设计
军用电子设备结构设计的科学性与合理性,直接关系到整个设备的运行性能,在军用电子设备三防设计中,要按照下面一些原则进行:(1)系统结构设计时,要保证系统总体布局的合理性,尽可能的使其远离外界影响源。(2)分系统与分级结构设计过程中,需要充分考量其腐蚀性、可维修性以及易更换性,尽可能的避免设备结构存在积水以及积尘结构。(3)零部件级结构设计:零件的形状简单、易于加工;尽量减少尖角、棱边、凹槽、孔洞等结构;外形流畅,形状变化时采用圆弧过渡;零件表面粗糙度要适中等等。
(二)原材料选用角度考虑
材料是保障军用设备电子产品品质的基础,材料性能直接影响了军用电子设备的耐候性以及生产成本。因此,在电子设备材料选择时,不但需要充分考量材料的防腐蚀性、强度以及抗性等特征,同时还要尽可能的降低其使用成本。
(三)从工艺防护角度分析
工艺防护措施对于军用电子设备的三防设计性能有着非常重要的影响。电子产品在实际使用过程中,随着使用时间的延长,其材料会逐渐发生老化和侵蚀,长时间如此,必然会对电子设备的防护性能产生不利影响。为了提升电子设备的防护性能,在电子设备生产中可以选择使用灌封的封装方式,所谓灌封指的是运用树脂、陶瓷等材料将被保护的物体周围空隙填充起来,以此将被保护物体与大气隔离的防护方式。该工艺对重要器件、部件等能起到较好的保护作用,但其维修性较差,不利于后期的拆装、更换。所以,在军用电子设备的实际设计中,使用该工艺时需要谨慎。另外,包装防护设计在军用电子产品设计中也是不可或缺的内容,但是实际生产中该环境受到的重视明显不足。高水平的包装防护设计能够避免在运输和存储过程中出现的腐蚀问题。
三、军用电子设备三防设计试验分析
针对电子设备而言,三防设计具有十分重要的作用。关于电子设备的三防设计与试验具体可分为人工加速试验以及天然大气暴露两个类别。针对人工加速的环境试验方法来讲,其具有周期较短的特点,相较于真实情况而言,最终的实验结果通常会存在较大差距。针对大气暴露的环境试验来讲,其具有周期相对较长的特点,相比较于实际情况而言,最终的试验结果会较为接近。人工加速试验适用范围较为宽广,在电子设备的设计、研发以及生产过程中通常都是应用这种方法控制三防质量,用以检验电子设备设计或是工艺生产中存在的不足或是缺点,达到对批量生产电子设备三防质量控制的作用。但在针对电子设备实际应用状态以及使用寿命研究的过程中,更多是应用长期天然大气暴露的环境试验方法,时间通常在两年之上。关于人工加速试验,其也可称作人工模拟环境试验。湿热试验、盐雾试验以及霉菌试验是电子设备通常采用的人工加速试验方法。
(一)湿热试验
针对于电子设备和使用的材料,在电子设备表层出现凝露以及温度发生循环变化的湿热状况下进行湿热试验,通常是为了检验电子设备存储及实际应用的可靠性。通过湿热试验,能够确定出电子设备机械性能以及电气性能等诸多方面的具体变化情况,同时能够用作对材料抗腐蚀性能的检验。由于很多类型的腐蚀唯有在湿度较大的环境中时才会真正发生,并且湿度与温度越高,相应的电子设备的腐蚀速度也会越快。一般状况下,湿热试验不会用作电子设备具体腐蚀效果的确立,然而尘埃、焊剂、汗渍等容易在金属表层粘附的杂质,电子设备处于湿热的条件下是极为可能导致腐蚀或是促使腐蚀加速的。各种不同金属材料之间或是金属材料和非金属材料之间的连接位置,即便没有污染物质,在相对湿度偏高或是出现凝露的过程中依旧会存在腐蚀的情况。
(二)盐雾试验
该项试验通常是运用相关盐雾试验设备所营建的人工模拟盐雾环境针对电子设备及材料抗腐蚀性进行检验。这种人工加速试验主要是模拟海洋大气环境之于电子设备所造成的影响。通常用作评估、筛选及比照材料表层加工工艺。利用盐雾试验能够确立出电子设备存在潜在问题的大致部位,查找电子设备质量控制中存在的问题,探寻设计缺陷等。
(三)霉菌试验
该项试验通常用作电子设备中非金属材料、有机涂层以及元器件等抗霉性能方面的检验,利用霉菌试验能够查找出抗霉性能相对较差的材料以及元器件,这样可以及时对其实行更新。实际批量生产中,针对结构件金属镀层三防质量的检验通常利用湿热试验以及盐雾试验实施检验;针对结构件有机涂层三防质量的检验不但要实施湿热试验与盐雾试验,同时还需要实施霉菌试验。
四、结束语
综上所述,军用电子设备要想确保三防质量检测更加有效,就要做好相应的环境试验。三防不但包含工艺防护,其包含电子设备的设计、生产、工艺及管理等众多方面。具体选用哪一种试验检测方式实施检测,需要結合实际情况做出具体分析,为军用电子设备三防性能提供有力保障。
参考文献
[1]张建,彭代强.浅谈军用电子设备三防设计[J].机电产品开发与创新,2020.
[2]王羚薇,张伟,王威.军用电子设备的三防设计[J].电子技术与软件工程,2019(24):68-69.
[3]任召,焦超锋,张丰华.机载电子设备三防设计[J].中国新通信,2019,21(13):153.
江苏永康机械有限公司 江苏 无锡 214200
关键词:军用电子设备;三防设计;防护性能;干扰
气候环境因素会对军用电子设备的实际使用情况产生较大影响,特别是潮湿、盐雾以及霉菌几个环境因素。三防设计与质量检验便是针对电子设备在防潮、防盐雾以及防霉菌几个方面的性能实施检验。伴随着三防要求的逐渐提升,电子设备三防试验以及实际应用中所暴露的问题也越发明显,很多军用电子设备很难通过相应的质量检测,出现了较为显著的镀层、材料腐蚀等情况。因此,做好军用电子设备三防设计与试验十分必要。
一、军用电子设备正常运行的影响因素与防护
(一)潮湿防护
在空气中的相对湿度超过80%时,电子设备内的无机材料与有机材料会因为受潮影响而出现膨胀、变形以及变重的情况,金属元器件的腐蚀速度也会相应加快。若是绝缘材料的选取不合适,并且没有做好相关工艺处理,绝缘电阻便会在短时间内急剧下降,极有可能出现绝缘被击穿的情况。因为,为了确保电子设备更加稳定和可靠,做好防潮设计是十分关键的。
电子设备结构设计过程中,针对正常天气状况下的元器件,为了提高电子设备纤维以及非金属材料在耐热、防潮等方面的能力,加强机械强度,可以应用灌封、浸渍等方式实施处理。而关于电子设备金属材料的防潮,通常运用表层覆盖的方式。
(二)盐雾防护
盐雾指的是海风吹卷海水,海水微滴在空中和大气相结合,所形成的雾滴会带有一定盐分,所以盐雾仅会在沿海地带的大气层中出现。盐雾通常会对金属和金属镀层造成一定腐蚀。关于盐雾的防护,可以应用较为严格的电镀工艺,确保镀层厚度的适宜性,并选取合适的镀层类型。
(三)霉菌防护
霉菌会在一定程度上使电子设备的绝缘性能受到影响,严重时会导致电子设备失灵。霉菌生长于绝缘材料上,会对营养进行吸收,使材料发生降解,导致材料出现很多孔洞,吸收了一定水分,最终绝缘性受到影响。电子设备有多种防护霉菌的方式,其中具体包含环境温度和湿度的控制、防霉剂、密封等方式。
二、军用电子设备三防设计主要内容
(一)结构设计
军用电子设备结构设计的科学性与合理性,直接关系到整个设备的运行性能,在军用电子设备三防设计中,要按照下面一些原则进行:(1)系统结构设计时,要保证系统总体布局的合理性,尽可能的使其远离外界影响源。(2)分系统与分级结构设计过程中,需要充分考量其腐蚀性、可维修性以及易更换性,尽可能的避免设备结构存在积水以及积尘结构。(3)零部件级结构设计:零件的形状简单、易于加工;尽量减少尖角、棱边、凹槽、孔洞等结构;外形流畅,形状变化时采用圆弧过渡;零件表面粗糙度要适中等等。
(二)原材料选用角度考虑
材料是保障军用设备电子产品品质的基础,材料性能直接影响了军用电子设备的耐候性以及生产成本。因此,在电子设备材料选择时,不但需要充分考量材料的防腐蚀性、强度以及抗性等特征,同时还要尽可能的降低其使用成本。
(三)从工艺防护角度分析
工艺防护措施对于军用电子设备的三防设计性能有着非常重要的影响。电子产品在实际使用过程中,随着使用时间的延长,其材料会逐渐发生老化和侵蚀,长时间如此,必然会对电子设备的防护性能产生不利影响。为了提升电子设备的防护性能,在电子设备生产中可以选择使用灌封的封装方式,所谓灌封指的是运用树脂、陶瓷等材料将被保护的物体周围空隙填充起来,以此将被保护物体与大气隔离的防护方式。该工艺对重要器件、部件等能起到较好的保护作用,但其维修性较差,不利于后期的拆装、更换。所以,在军用电子设备的实际设计中,使用该工艺时需要谨慎。另外,包装防护设计在军用电子产品设计中也是不可或缺的内容,但是实际生产中该环境受到的重视明显不足。高水平的包装防护设计能够避免在运输和存储过程中出现的腐蚀问题。
三、军用电子设备三防设计试验分析
针对电子设备而言,三防设计具有十分重要的作用。关于电子设备的三防设计与试验具体可分为人工加速试验以及天然大气暴露两个类别。针对人工加速的环境试验方法来讲,其具有周期较短的特点,相较于真实情况而言,最终的实验结果通常会存在较大差距。针对大气暴露的环境试验来讲,其具有周期相对较长的特点,相比较于实际情况而言,最终的试验结果会较为接近。人工加速试验适用范围较为宽广,在电子设备的设计、研发以及生产过程中通常都是应用这种方法控制三防质量,用以检验电子设备设计或是工艺生产中存在的不足或是缺点,达到对批量生产电子设备三防质量控制的作用。但在针对电子设备实际应用状态以及使用寿命研究的过程中,更多是应用长期天然大气暴露的环境试验方法,时间通常在两年之上。关于人工加速试验,其也可称作人工模拟环境试验。湿热试验、盐雾试验以及霉菌试验是电子设备通常采用的人工加速试验方法。
(一)湿热试验
针对于电子设备和使用的材料,在电子设备表层出现凝露以及温度发生循环变化的湿热状况下进行湿热试验,通常是为了检验电子设备存储及实际应用的可靠性。通过湿热试验,能够确定出电子设备机械性能以及电气性能等诸多方面的具体变化情况,同时能够用作对材料抗腐蚀性能的检验。由于很多类型的腐蚀唯有在湿度较大的环境中时才会真正发生,并且湿度与温度越高,相应的电子设备的腐蚀速度也会越快。一般状况下,湿热试验不会用作电子设备具体腐蚀效果的确立,然而尘埃、焊剂、汗渍等容易在金属表层粘附的杂质,电子设备处于湿热的条件下是极为可能导致腐蚀或是促使腐蚀加速的。各种不同金属材料之间或是金属材料和非金属材料之间的连接位置,即便没有污染物质,在相对湿度偏高或是出现凝露的过程中依旧会存在腐蚀的情况。
(二)盐雾试验
该项试验通常是运用相关盐雾试验设备所营建的人工模拟盐雾环境针对电子设备及材料抗腐蚀性进行检验。这种人工加速试验主要是模拟海洋大气环境之于电子设备所造成的影响。通常用作评估、筛选及比照材料表层加工工艺。利用盐雾试验能够确立出电子设备存在潜在问题的大致部位,查找电子设备质量控制中存在的问题,探寻设计缺陷等。
(三)霉菌试验
该项试验通常用作电子设备中非金属材料、有机涂层以及元器件等抗霉性能方面的检验,利用霉菌试验能够查找出抗霉性能相对较差的材料以及元器件,这样可以及时对其实行更新。实际批量生产中,针对结构件金属镀层三防质量的检验通常利用湿热试验以及盐雾试验实施检验;针对结构件有机涂层三防质量的检验不但要实施湿热试验与盐雾试验,同时还需要实施霉菌试验。
四、结束语
综上所述,军用电子设备要想确保三防质量检测更加有效,就要做好相应的环境试验。三防不但包含工艺防护,其包含电子设备的设计、生产、工艺及管理等众多方面。具体选用哪一种试验检测方式实施检测,需要結合实际情况做出具体分析,为军用电子设备三防性能提供有力保障。
参考文献
[1]张建,彭代强.浅谈军用电子设备三防设计[J].机电产品开发与创新,2020.
[2]王羚薇,张伟,王威.军用电子设备的三防设计[J].电子技术与软件工程,2019(24):68-69.
[3]任召,焦超锋,张丰华.机载电子设备三防设计[J].中国新通信,2019,21(13):153.
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