凝露現(xiàn)象的產(chǎn)生、危害以及箱內(nèi)防凝露方法簡析

凝露現(xiàn)象的產(chǎn)生、危害以及箱內(nèi)防凝露方法簡析

環(huán)境應力篩選中凝露現(xiàn)象的產(chǎn)生

在武裝、軍民產(chǎn)品、元器件、板級與單元級模塊的環(huán)境應力篩選中，溫度快速上升時很容易導致產(chǎn)品上出現(xiàn)凝露等物理現(xiàn)象，并因此產(chǎn)生：吸附現(xiàn)象、吸收現(xiàn)象、擴散現(xiàn)象、呼吸現(xiàn)象。凝露現(xiàn)象的產(chǎn)生與產(chǎn)品所用材料、腔體大小、升降溫速率、相對濕度、箱內(nèi)氣壓和空氣流速等因素都有關系。當試驗箱中環(huán)境溫度升高時，由于熱慣性，產(chǎn)品表面的溫度低于環(huán)境溫度，當濕熱的環(huán)境空氣遇到低于露點的產(chǎn)品表面時，空氣中的水汽就會凝結在表面形成露滴。如果產(chǎn)品密封，當試驗箱中環(huán)境溫度降低時，產(chǎn)品外殼內(nèi)壁溫度比腔體內(nèi)空氣溫度降溫快，腔體內(nèi)濕熱空氣也會在產(chǎn)品外殼內(nèi)壁凝結成露滴。由于大多產(chǎn)品不是全部密封的，凝露現(xiàn)象一般出現(xiàn)在升溫階段。

環(huán)境應力篩選中凝露現(xiàn)象的危害

通常情況下，單純的凝露水不足以導致產(chǎn)品故障，但在環(huán)境應力篩選試驗箱中，凝露水會與其他因素融合產(chǎn)生物理/化學作用，從而影響產(chǎn)品的安全質量，如金屬氧化/電化學腐蝕、有機和無機表面覆蓋層的化學或電化學破壞、摩擦系數(shù)的改變導致粘結或粘附、因吸收效應導致的材料膨脹、物理強度降低、電氣短路等，引起的典型失效故障如表1。

在環(huán)境應力篩選中，控制凝露現(xiàn)象的發(fā)生是避免因非被試品因素產(chǎn)生凝露而造成故障的基本要求。

溫度箱內(nèi)防凝露的方法分析

在環(huán)境應力篩選中，導致被試品表面出現(xiàn)凝露的根本原因是被試品表面的溫度低于溫度箱內(nèi)空氣的露點。那么，要防止被試品表面出現(xiàn)凝露現(xiàn)象，有以下幾種可能的途徑：

（1）改善箱內(nèi)氣體的循環(huán)，使被試品在溫度箱中的溫度始終與箱內(nèi)氣體的溫度變化同步，且被試品的溫度與箱內(nèi)氣體的溫度之差很小，不足以讓被試品表面出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。

（2）采取合適的措施，使箱內(nèi)氣體的露點上升速率滯后于被試品表面的溫度上升速率，使箱內(nèi)氣體的露點始終低于被試品表面的溫度，防止被試品表面出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。

（3）控制箱內(nèi)氣體的絕對濕度，使箱內(nèi)氣體的露點始終低于箱內(nèi)氣體的下限溫度，從而避免被試品表面出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。

在以上的控制途徑中，途徑（1）的困難很大，因為被試品的材料、體積、質量、結構都千差萬別，不同被試品的熱慣性差別很大，在箱內(nèi)氣體溫變速率確定的條件下，要保證所有被試品的溫變速率與箱內(nèi)氣體的溫變速率相同，且被試品與箱內(nèi)氣體的溫度差很小，這在工程上很難實現(xiàn)。而采取途徑（2）和途徑（3）具有一定的可行性，當我們設法降低箱內(nèi)氣體的絕對濕度時，可以有效地降低箱內(nèi)氣體的露點，以保證被試品的溫度高于箱內(nèi)氣體的露點，防止被試品表面出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。

經(jīng)過對環(huán)境應力篩選實驗的長期觀察，我們發(fā)現(xiàn)影響溫度箱內(nèi)氣體露點變化的因素主要有以下兩點：

（1）環(huán)境濕度：當環(huán)境濕度較大時，箱內(nèi)容易出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。

（2）箱體的密封性：箱體的密封性越好，環(huán)境濕度對箱內(nèi)氣體的影響越小。

環(huán)境濕度是不可控因素，由于工作的需要或工程的原因，箱體很難做到絕對的密封。一般的溫度箱內(nèi)外不可避免有氣體交換，這是一般的溫度箱防凝露的困難所在。為了克服環(huán)境濕度通過箱體縫隙對箱內(nèi)氣體露點的影響，本文認為，以一定的流量向箱體內(nèi)補充干燥空氣，使箱內(nèi)氣壓大于箱外大氣壓，阻止箱外水蒸氣進入箱內(nèi)，控制箱內(nèi)濕度，從而保證箱內(nèi)氣體的露點低于被試品表面溫度。