在地球引力作用下,空氣依附在地球周圍,形成大氣層,大氣層從地面一直向上延伸到數(shù)百公里高空。地球的引力使空氣具有一定重量形成大氣壓力,在某高度上的大氣壓力,是該點以上垂直于地面的單位面積上整個空氣柱的重量。大氣壓是各向同性的,即在某一點上,不管在哪個方向上測量大氣壓都是相等的。大氣壓力的大小主要取決于海拔高度,隨高度的增加,大氣壓力逐漸降低,大氣逐漸變得稀薄。高度接近于5.5km處,大氣壓力降低到大約海平面標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值的一半;接近16km處的大氣壓力為標(biāo)準(zhǔn)海平面值的1/10;在接近31km處的大氣壓力為海平面標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值的1/100.大氣壓力的降低,必然對高海拔地區(qū)使用的電工電子產(chǎn)品產(chǎn)生影響。我國約有50%的地球表面積高于海平面1000m,約有25%的面積高于海平面2000m.壓力梯度越大,壓力改變得越快,元器件損壞的機會就越多。
在正常大氣條件下,空氣是絕好的絕緣介質(zhì),當(dāng)這些產(chǎn)品用于高海拔地區(qū)時,由于大氣壓力降低, 當(dāng)氣壓減小時,空氣絕緣性能會減弱,易產(chǎn)生電暈放電、介質(zhì)損耗增加、電離等現(xiàn)象; 2.溫升的影響: 熱耗散可以分成3種形式: 傳導(dǎo)、對流和輻射。大量散熱產(chǎn)品的散熱主要依靠對流,即依靠產(chǎn)品周圍的空氣流動來散熱,對流散熱一般又可分為強迫通風(fēng)散熱和自然對流散熱。自然對流散熱是依靠產(chǎn)品發(fā)熱產(chǎn)生的溫度場,造成產(chǎn)品周圍空氣的溫度梯度,使空氣流動散熱。強迫通風(fēng)散熱是通過強制措施,迫使空氣流過產(chǎn)品,帶走產(chǎn)品產(chǎn)生的熱量。對強迫對流散熱來說,在體積流不變情況下,隨高度增加,大氣壓將伴隨著空氣密度降低。空氣密度降低將直接影響強迫對流散熱的效果。這是由于強迫對流散熱是依靠氣體的流動帶走熱量的。當(dāng)高度增加時,由于空氣密度下降,即使體積流量不變,氣流的質(zhì)量流量將隨之降低。 氣壓減小使元器件的散熱條件變差,元器件溫度上升。這些因素都會使被試樣品在低氣壓條件下喪失規(guī)定的功能,有時會產(chǎn)生永久性損傷。 3.對材料的影響: 在超高真空環(huán)境條件下( 如星載產(chǎn)品的宇航使用環(huán)境) .產(chǎn)品除了會發(fā)生散熱困難外.某些金屬和高分子材料會發(fā)生蒸發(fā)、升華和分解現(xiàn)象。這種情況下產(chǎn)生的有害氣體.會影響產(chǎn)品的可靠性,尤其對塑封產(chǎn)品的影響會更大。
1)確定產(chǎn)品在常溫條件下能否耐受低氣壓環(huán)境,在低氣壓環(huán)境下正常工作.以及耐受空氣壓力快速變化的能力。 2)確定常溫條件下元件和材料在低氣壓下耐電擊穿的能力,確定密封元件耐受氣壓差不被破壞的能力,確定低氣壓對元件工作特性的影響。 3)確定元器件和材料在氣壓減小時,由于空氣和其他絕緣材料的絕緣強度減弱抗電擊穿失效的能力。 2.參考標(biāo)準(zhǔn) 1) G J B 150.2A一2009《軍用裝備實驗室環(huán)境試驗方法第二部分低氣壓( 高度) 試驗》; 2) G J B 360B一2009《電子及電氣元件試驗方法方法105低氣壓試驗》( 等效美軍標(biāo)M IL STD一202F) ; 3) G J B 548B一2005《微電子器件試驗方法和程序方法1001低氣壓( 高空作業(yè)) 》標(biāo)M IL STD一883D); 4) G B2421 2008《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗總則》; 5) G B/T 2423,21 2008《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程試驗M 低氣壓試驗方法》; 6) G B/T 2423.25 2008《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程試驗Z/AM 低溫/低氣壓綜合試驗方法; 7)G B/T 2423.26 2008《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程試驗Z/BM 高溫/低氣壓綜合試驗方法》; 8) G B2423.27 2005《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程試驗Z/AM D 高溫/低氣壓綜合試驗方法》; 9) G B/T 2424.15 2008《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程》。 3.試驗條件: 1)試驗氣壓 GJB 548共列出了A、B、C、D、E、F、G7個不同條件下的高度氣壓值,并且所給出的試驗條件有一定的規(guī)律性,隨著飛行高度由低到高,氣壓值由大變??;GJB 360給出了A、B、C、D、E、F、G、H、I、J 10個不同條件下的高度氣壓值,并且所列的高度-氣壓表中的試驗條件由A到試驗條件E有一定的規(guī)律性,隨著飛行高度由低到高,氣壓值由大變小,而由試驗條件F到試驗條件J沒有呈現(xiàn)規(guī)律性。與GJB 548所列的試驗條件對比,GJB 360試驗條件增加了條件H到試驗條件J,對應(yīng)的氣壓高度條件分別為:H:3 000m 70kPa;J:18 000m,7.6kPa;K:25 000m, 2.5 kPa。 2、試驗時間 GJB 360B-2009規(guī)定: 若無其他規(guī)定,試驗樣品在低氣壓條件下的試驗時間,可從下列數(shù)值中選?。? 5min、30min、1h、2h、4h和16h。 3、升降壓速率 通常不大于10kPa/min。.
低氣壓試驗的主要設(shè)備為溫濕度低氣壓試驗箱和高低溫低氣壓試驗箱??梢栽诟叩蜏氐蜌鈮簡雾椈蛲瑫r作用或帶有一定濕度的高低溫低氣壓多項條件作用下,進行貯存運輸可靠性試驗,并可同時對試件通電進行電氣性能參數(shù)的測試。
1)針對在低氣壓情況下,容易產(chǎn)生放電現(xiàn)象,需加強絕緣電極及表面的絕緣性,灌封工藝是一個有效的解決辦法。 2)元器件的熱設(shè)計要充分考慮低氣壓帶來的溫升問題。
在正常大氣條件下,空氣是絕好的絕緣介質(zhì),當(dāng)這些產(chǎn)品用于高海拔地區(qū)時,由于大氣壓力降低, 當(dāng)氣壓減小時,空氣絕緣性能會減弱,易產(chǎn)生電暈放電、介質(zhì)損耗增加、電離等現(xiàn)象; 2.溫升的影響: 熱耗散可以分成3種形式: 傳導(dǎo)、對流和輻射。大量散熱產(chǎn)品的散熱主要依靠對流,即依靠產(chǎn)品周圍的空氣流動來散熱,對流散熱一般又可分為強迫通風(fēng)散熱和自然對流散熱。自然對流散熱是依靠產(chǎn)品發(fā)熱產(chǎn)生的溫度場,造成產(chǎn)品周圍空氣的溫度梯度,使空氣流動散熱。強迫通風(fēng)散熱是通過強制措施,迫使空氣流過產(chǎn)品,帶走產(chǎn)品產(chǎn)生的熱量。對強迫對流散熱來說,在體積流不變情況下,隨高度增加,大氣壓將伴隨著空氣密度降低。空氣密度降低將直接影響強迫對流散熱的效果。這是由于強迫對流散熱是依靠氣體的流動帶走熱量的。當(dāng)高度增加時,由于空氣密度下降,即使體積流量不變,氣流的質(zhì)量流量將隨之降低。 氣壓減小使元器件的散熱條件變差,元器件溫度上升。這些因素都會使被試樣品在低氣壓條件下喪失規(guī)定的功能,有時會產(chǎn)生永久性損傷。 3.對材料的影響: 在超高真空環(huán)境條件下( 如星載產(chǎn)品的宇航使用環(huán)境) .產(chǎn)品除了會發(fā)生散熱困難外.某些金屬和高分子材料會發(fā)生蒸發(fā)、升華和分解現(xiàn)象。這種情況下產(chǎn)生的有害氣體.會影響產(chǎn)品的可靠性,尤其對塑封產(chǎn)品的影響會更大。
1)確定產(chǎn)品在常溫條件下能否耐受低氣壓環(huán)境,在低氣壓環(huán)境下正常工作.以及耐受空氣壓力快速變化的能力。 2)確定常溫條件下元件和材料在低氣壓下耐電擊穿的能力,確定密封元件耐受氣壓差不被破壞的能力,確定低氣壓對元件工作特性的影響。 3)確定元器件和材料在氣壓減小時,由于空氣和其他絕緣材料的絕緣強度減弱抗電擊穿失效的能力。 2.參考標(biāo)準(zhǔn) 1) G J B 150.2A一2009《軍用裝備實驗室環(huán)境試驗方法第二部分低氣壓( 高度) 試驗》; 2) G J B 360B一2009《電子及電氣元件試驗方法方法105低氣壓試驗》( 等效美軍標(biāo)M IL STD一202F) ; 3) G J B 548B一2005《微電子器件試驗方法和程序方法1001低氣壓( 高空作業(yè)) 》標(biāo)M IL STD一883D); 4) G B2421 2008《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗總則》; 5) G B/T 2423,21 2008《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程試驗M 低氣壓試驗方法》; 6) G B/T 2423.25 2008《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程試驗Z/AM 低溫/低氣壓綜合試驗方法; 7)G B/T 2423.26 2008《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程試驗Z/BM 高溫/低氣壓綜合試驗方法》; 8) G B2423.27 2005《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程試驗Z/AM D 高溫/低氣壓綜合試驗方法》; 9) G B/T 2424.15 2008《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程》。 3.試驗條件: 1)試驗氣壓 GJB 548共列出了A、B、C、D、E、F、G7個不同條件下的高度氣壓值,并且所給出的試驗條件有一定的規(guī)律性,隨著飛行高度由低到高,氣壓值由大變??;GJB 360給出了A、B、C、D、E、F、G、H、I、J 10個不同條件下的高度氣壓值,并且所列的高度-氣壓表中的試驗條件由A到試驗條件E有一定的規(guī)律性,隨著飛行高度由低到高,氣壓值由大變小,而由試驗條件F到試驗條件J沒有呈現(xiàn)規(guī)律性。與GJB 548所列的試驗條件對比,GJB 360試驗條件增加了條件H到試驗條件J,對應(yīng)的氣壓高度條件分別為:H:3 000m 70kPa;J:18 000m,7.6kPa;K:25 000m, 2.5 kPa。 2、試驗時間 GJB 360B-2009規(guī)定: 若無其他規(guī)定,試驗樣品在低氣壓條件下的試驗時間,可從下列數(shù)值中選?。? 5min、30min、1h、2h、4h和16h。 3、升降壓速率 通常不大于10kPa/min。.
低氣壓試驗的主要設(shè)備為溫濕度低氣壓試驗箱和高低溫低氣壓試驗箱??梢栽诟叩蜏氐蜌鈮簡雾椈蛲瑫r作用或帶有一定濕度的高低溫低氣壓多項條件作用下,進行貯存運輸可靠性試驗,并可同時對試件通電進行電氣性能參數(shù)的測試。
1)針對在低氣壓情況下,容易產(chǎn)生放電現(xiàn)象,需加強絕緣電極及表面的絕緣性,灌封工藝是一個有效的解決辦法。 2)元器件的熱設(shè)計要充分考慮低氣壓帶來的溫升問題。