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基于GB/T2423试验标准,湿热试验方法适用范围及注意事项

作者: salmon范 编辑: 瑞凯仪器 来源: kyw7.com 发布日期: 2019.10.30
    湿热试验的目的是采用加速方式评估元器件及其所用材料在炎热和高湿条件(典型的热带环境)下抗退化的能力,而与湿热相关的物理现象包括凝露、吸附、吸收、扩散及呼吸五个方面:
    凝露,是指水蒸气在温度低于周围空气露点的表面凝结的现象,称为凝露。凝露会使水蒸气转变成液态水。空气中的水蒸气含量决定着露点的高低。露点、绝对湿度和水蒸气压力相互关联,放置在 试验箱内的样品,当其表面温度低于试验箱内空气露点时,就会产生凝露。
    吸附,是指水分子在温度比露点高的表面粘附的现象,称为吸附。吸附在试件表面的水分子的量,取决于材料的类型、表面结构和周围空气中的水蒸气压力。
    吸收,水分子在材料内部的积聚,称为吸收。吸收水汽的量部分取决于周围空气中水的含量,并且会一直持续到平衡为止,水分子渗透的速度随温度的上升而提高。
    扩散,是指局部压力不同而造成的水分期在材料中的移动,称为扩散。电子产品中常遇到的扩散现象是,水气通过材料渗透到电子产品内部。

    呼吸,是由于温度变化而引起的样品空腔内外的空气交换,称为呼吸。呼吸作用通常会使试件空腔内产生凝露现象。

    1、GB/T2423中的湿热试验方法

    GB/T2423《电工电子产品环境试验》包括了以下六种湿热试验方法:
    GB/T2423.3-2016试验Cab:恒定湿热试验方法
    GB/T2423.4-2008试验Db:交变湿热试验方法
    GB/T2423.9-2001试验Cb:设备用恒定湿热试验方法
    GB/T2423.34-2012试验Z/AD:温度/湿热组合循环试验
    GB/T2423.40-2013试验Cx:未饱和高压蒸汽恒定湿热试验
    GB/T2423.50-2012试验Cy:恒定湿热主要用于元件的加速试验
    所以,应根据试验样品的使用环境,正确选择标准及试验条件来完成不同要求的湿热试验,以达到考核产品质量的目的。不同的电子产品,其贮存和使用的环境条件也各不相同,所以GB/T 2423中针对不同的电子产品,提供了不同的湿热试验条件以供选择:
    GB/T 2423.3-2016试验Cab:恒定湿热试验方法适用于“确定电工电子产品、元件或设备在高湿度条件下使用、贮存和运输时的适应性,同时适用于散热和非散热样品”。
    GB/T2423.4-2008试验Db:交变湿热试验方法适用于“确定元件、设备或其他产品在高湿度与温度循环变化组合且通常会在产品表面产生凝露的湿热条件下使用,运输和贮存的适应性”。另外,如果本试验用于检验带包装样品在运输和贮存过程中的性能时,应带包装一起进行试验。
    GB/T2423.9-2001试验Cb:设备用恒定湿热试验方法适用于“确定电工电子产品,主要是指设备在高湿条件下使用和储存的适应性;也特别适用于大型设备或试验时可能出现与试验室外的测试装置有复杂联接的设备;也可应用于散热型及非散热型试验样品”。本试验主要用以观察试验样品在恒定温度、无凝露、经规定时间高湿环境下的影响。
    GB/T2423.34-2012试验Z/AD:温度/湿热组合循环试验适用于“元器件的温/湿度组合试验,利用加速的方法来确定试验样品耐受高温高湿和低温劣化作用下的耐受能力”。本试验是在高湿下进行温度循环,并产生一种“呼吸”作用,使水汽进入不完全密封的容器。试验包括低温试验阶段,以确定周期性结冰对试验样品的影响。因此,加速“呼吸”以及使吸收在裂缝和裂隙中的水汽结冰作用是本试验的基本特点。
    GB/T2423.40-2013试验Cx:未饱和高压蒸汽恒定湿热试验适用于“以一种加速方式来评定小型电工电子产品(主要是非气密元件)耐湿热劣化效应的试验方法”。本试验应用于其它产品时,需要确定失效模式以及与每种失效模式相关的劣化过程和严酷等级。水蒸气加速渗入试验样品是未饱和高压蒸汽试验最重要的物理因素,加速作用是因非气密试验样品内部与试验环境之间存在水汽分压的压力差。
    GB/T2423.50-2012试验Cy:恒定湿热主要用于元件的加速试验适用于“以一种加速方式来评定小型电工电子产品(主要是非气密元件)耐湿热劣化效应的试验方法”本试验中,样品在较长的时间内承受很高的未饱和湿热蒸汽压力的作用,通常施加偏压。本试验在相对湿度为85%、温度为85℃的条件下提供了若干优先的试验持续时间。

    2、湿热试验操作及注意事项

    (1)湿热试验的操作
    选择合适的湿热试验方法;
    预处理的程序,如在40℃的干燥箱内放置24h;
    初始检测的项目,如外观检查、电性能及机械性能;
    试验样品放入试验箱中的位置和状态,如试验样品与试验箱壁的距离;
    样品安装架的要求,如可再现或模拟实际使用中的样品热特性条件;
    试验的严酷等级:温度、湿度及持续时间;
    温升、降温阶段的时间及相对湿度的极限值,如3h之内应该达到高温,相对湿度不小于95%,温度应在3h~6h内降到25℃,相对湿度不小于95%;
    中间检测项目及检测时间,如相关规范规定的检测项目以及完成的检测时间;
    恢复期,如恢复时间的计算(1h~2h)是从规定的恢复条件达到时算起的;
    最后检测,如根据有关规范对试验样品的外观及性能进行检测,同时测量应当在恢复期结束之后马上进行,并且对相对湿度最敏感的产生要最先测量。
    (2)湿热试验箱的要求
    确认 高低温湿热试验箱的工作温度、湿度应符合湿热试验的温湿度曲线的变化要求,而且温度及湿度的容差也必须满足标准要求。用于保持箱内湿度水(蒸馏水或去离子水)的电阻率应不小于500Ω·m(GB/T2423.40-2013试验Cx和GB/T2423.50-2012试验Cy还要求其pH值在6.0~7.2之间),同时还要检查箱中的凝结水要连续排出箱外(经净化后才能使用),试验样品架所用材料在高湿条件下应无反应,试验箱的壁和顶的冷凝水也不能滴落在试验样品上。
    (3)试验样品的安装
    试验样品通常要求在不包装、不通电、“准备使用”状态或按有关标准规定的状态置于试验箱中,并且样品之间应有一定的距离,不能相互接触,同时与试验箱内壁也要保持一定距离,避免样品及与试验箱接触。需采用安装架或支撑架进行试验时,应再现或模拟实际使用中的样品热特性条件,若不能满足条件则安装架应对样品与其周围环境之间进行热量与湿度交换的影响程度最小。另外,交变湿热试验时,试验样品在试验箱内通常为单层放置, 避免放置在上层样品产生的凝露滴到下层的样品上。
    (4)试验前样品的稳定期
    为了避免试验样品产生凝露,所以要求试验样品在放入试验箱后,在不加湿的条件下将温度通常升至25℃,待温度稳定后再将箱内的相对湿度升到规定值(一般不小于95%)。对于交变湿热试验, 应满足标准中规定的温湿度稳定程序要求。
    (5)试验样品的恢复
    严格按照标准中规定的恢复程序进行试验样品的恢复,恢复时间应从符合恢复条件时开始计算,如留在试验箱中恢复时,应在0.5h内将相对湿度降到73%~77%,然后在0.5h内将温度调节到试验室的温度。
    (6)试验样品的检测
    中间检测,试验样品应在试验箱内进行,不应取出箱外。最后检测,应按标准规定的环境条件下进行检测,优先测量对湿度最敏感的参数, 除非有关规定,所有参数的测量应当在30min之内完成。
    (7)试验中断的处理
    在试验所规定的容差范围之内发生了意外的中断,属于欠试验中断,导致试验条件低于规定值,并超过了允差,则应从中断前最后一个有效循环的结束点重新开始试验。
    若在试验中发生了过试验中断,优先是停止试验,在重新试验前应对样品进行适当的物理检查和工作检查,并用新的样品重新开始试验。若确认试验中断的影响较小(欠试验中断),则恢复中断前的试验条件,并从过试验中断点继续试验,否则采用新的试件重新开始试验。
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