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基于GB/T2423試驗標準,濕熱試驗方法適用范圍及注意事項

作者: salmon范 編輯: 瑞凱儀器 來源: m.lagrangecompost.com 發布日期: 2019.10.30
    濕熱試驗的目的是采用加速方式評估元器件及其所用材料在炎熱和高濕條件(典型的熱帶環境)下抗退化的能力,而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:
    凝露,是指水蒸氣在溫度低于周圍空氣露點的表面凝結的現象,稱為凝露。凝露會使水蒸氣轉變成液態水??諝庵械乃魵夂繘Q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。
    吸附,是指水分子在溫度比露點高的表面粘附的現象,稱為吸附。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。
    吸收,水分子在材料內部的積聚,稱為吸收。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。
    擴散,是指局部壓力不同而造成的水分期在材料中的移動,稱為擴散。電子產品中常遇到的擴散現象是,水氣通過材料滲透到電子產品內部。

    呼吸,是由于溫度變化而引起的樣品空腔內外的空氣交換,稱為呼吸。呼吸作用通常會使試件空腔內產生凝露現象。

    1、GB/T2423中的濕熱試驗方法

    GB/T2423《電工電子產品環境試驗》包括了以下六種濕熱試驗方法:
    GB/T2423.3-2016試驗Cab:恒定濕熱試驗方法
    GB/T2423.4-2008試驗Db:交變濕熱試驗方法
    GB/T2423.9-2001試驗Cb:設備用恒定濕熱試驗方法
    GB/T2423.34-2012試驗Z/AD:溫度/濕熱組合循環試驗
    GB/T2423.40-2013試驗Cx:未飽和高壓蒸汽恒定濕熱試驗
    GB/T2423.50-2012試驗Cy:恒定濕熱主要用于元件的加速試驗
    所以,應根據試驗樣品的使用環境,正確選擇標準及試驗條件來完成不同要求的濕熱試驗,以達到考核產品質量的目的。不同的電子產品,其貯存和使用的環境條件也各不相同,所以GB/T 2423中針對不同的電子產品,提供了不同的濕熱試驗條件以供選擇:
    GB/T 2423.3-2016試驗Cab:恒定濕熱試驗方法適用于“確定電工電子產品、元件或設備在高濕度條件下使用、貯存和運輸時的適應性,同時適用于散熱和非散熱樣品”。
    GB/T2423.4-2008試驗Db:交變濕熱試驗方法適用于“確定元件、設備或其他產品在高濕度與溫度循環變化組合且通常會在產品表面產生凝露的濕熱條件下使用,運輸和貯存的適應性”。另外,如果本試驗用于檢驗帶包裝樣品在運輸和貯存過程中的性能時,應帶包裝一起進行試驗。
    GB/T2423.9-2001試驗Cb:設備用恒定濕熱試驗方法適用于“確定電工電子產品,主要是指設備在高濕條件下使用和儲存的適應性;也特別適用于大型設備或試驗時可能出現與試驗室外的測試裝置有復雜聯接的設備;也可應用于散熱型及非散熱型試驗樣品”。本試驗主要用以觀察試驗樣品在恒定溫度、無凝露、經規定時間高濕環境下的影響。
    GB/T2423.34-2012試驗Z/AD:溫度/濕熱組合循環試驗適用于“元器件的溫/濕度組合試驗,利用加速的方法來確定試驗樣品耐受高溫高濕和低溫劣化作用下的耐受能力”。本試驗是在高濕下進行溫度循環,并產生一種“呼吸”作用,使水汽進入不完全密封的容器。試驗包括低溫試驗階段,以確定周期性結冰對試驗樣品的影響。因此,加速“呼吸”以及使吸收在裂縫和裂隙中的水汽結冰作用是本試驗的基本特點。
    GB/T2423.40-2013試驗Cx:未飽和高壓蒸汽恒定濕熱試驗適用于“以一種加速方式來評定小型電工電子產品(主要是非氣密元件)耐濕熱劣化效應的試驗方法”。本試驗應用于其它產品時,需要確定失效模式以及與每種失效模式相關的劣化過程和嚴酷等級。水蒸氣加速滲入試驗樣品是未飽和高壓蒸汽試驗重要的物理因素,加速作用是因非氣密試驗樣品內部與試驗環境之間存在水汽分壓的壓力差。
    GB/T2423.50-2012試驗Cy:恒定濕熱主要用于元件的加速試驗適用于“以一種加速方式來評定小型電工電子產品(主要是非氣密元件)耐濕熱劣化效應的試驗方法”本試驗中,樣品在較長的時間內承受很高的未飽和濕熱蒸汽壓力的作用,通常施加偏壓。本試驗在相對濕度為85%、溫度為85℃的條件下提供了若干優先的試驗持續時間。

    2、濕熱試驗操作及注意事項

    (1)濕熱試驗的操作
    選擇合適的濕熱試驗方法;
    預處理的程序,如在40℃的干燥箱內放置24h;
    初始檢測的項目,如外觀檢查、電性能及機械性能;
    試驗樣品放入試驗箱中的位置和狀態,如試驗樣品與試驗箱壁的距離;
    樣品安裝架的要求,如可再現或模擬實際使用中的樣品熱特性條件;
    試驗的嚴酷等級:溫度、濕度及持續時間;
    溫升、降溫階段的時間及相對濕度的極限值,如3h之內應該達到高溫,相對濕度不小于95%,溫度應在3h~6h內降到25℃,相對濕度不小于95%;
    中間檢測項目及檢測時間,如相關規范規定的檢測項目以及完成的檢測時間;
    恢復期,如恢復時間的計算(1h~2h)是從規定的恢復條件達到時算起的;
    后檢測,如根據有關規范對試驗樣品的外觀及性能進行檢測,同時測量應當在恢復期結束之后馬上進行,并且對相對濕度敏感的產生要測量。
    (2)濕熱試驗箱的要求
    確認 高低溫濕熱試驗箱的工作溫度、濕度應符合濕熱試驗的溫濕度曲線的變化要求,而且溫度及濕度的容差也必須滿足標準要求。用于保持箱內濕度水(蒸餾水或去離子水)的電阻率應不小于500Ω·m(GB/T2423.40-2013試驗Cx和GB/T2423.50-2012試驗Cy還要求其pH值在6.0~7.2之間),同時還要檢查箱中的凝結水要連續排出箱外(經凈化后才能使用),試驗樣品架所用材料在高濕條件下應無反應,試驗箱的壁和頂的冷凝水也不能滴落在試驗樣品上。
    (3)試驗樣品的安裝
    試驗樣品通常要求在不包裝、不通電、“準備使用”狀態或按有關標準規定的狀態置于試驗箱中,并且樣品之間應有一定的距離,不能相互接觸,同時與試驗箱內壁也要保持一定距離,避免樣品及與試驗箱接觸。需采用安裝架或支撐架進行試驗時,應再現或模擬實際使用中的樣品熱特性條件,若不能滿足條件則安裝架應對樣品與其周圍環境之間進行熱量與濕度交換的影響程度小。另外,交變濕熱試驗時,試驗樣品在試驗箱內通常為單層放置, 避免放置在上層樣品產生的凝露滴到下層的樣品上。
    (4)試驗前樣品的穩定期
    為了避免試驗樣品產生凝露,所以要求試驗樣品在放入試驗箱后,在不加濕的條件下將溫度通常升至25℃,待溫度穩定后再將箱內的相對濕度升到規定值(一般不小于95%)。對于交變濕熱試驗, 應滿足標準中規定的溫濕度穩定程序要求。
    (5)試驗樣品的恢復
    嚴格按照標準中規定的恢復程序進行試驗樣品的恢復,恢復時間應從符合恢復條件時開始計算,如留在試驗箱中恢復時,應在0.5h內將相對濕度降到73%~77%,然后在0.5h內將溫度調節到試驗室的溫度。
    (6)試驗樣品的檢測
    中間檢測,試驗樣品應在試驗箱內進行,不應取出箱外。后檢測,應按標準規定的環境條件下進行檢測,優先測量對濕度敏感的參數, 除非有關規定,所有參數的測量應當在30min之內完成。
    (7)試驗中斷的處理
    在試驗所規定的容差范圍之內發生了意外的中斷,屬于欠試驗中斷,導致試驗條件低于規定值,并超過了允差,則應從中斷前后一個有效循環的結束點重新開始試驗。
    若在試驗中發生了過試驗中斷,優先是停止試驗,在重新試驗前應對樣品進行適當的物理檢查和工作檢查,并用新的樣品重新開始試驗。若確認試驗中斷的影響較?。ㄇ吩囼炛袛啵?,則恢復中斷前的試驗條件,并從過試驗中斷點繼續試驗,否則采用新的試件重新開始試驗。
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