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電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的三防設(shè)計
環(huán)境因素是軍用電子產(chǎn)品在使用,、運輸和存儲中號慮的重要因素,，而且環(huán)境因素也影響著電子設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。軍用電子產(chǎn)品因環(huán)境防護不當(dāng)造成的損失也是相當(dāng)驚人,，美軍曾經(jīng)對機載電子設(shè)備的故障進行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)50％以上的故障與環(huán)境因素有關(guān),，所以提高軍用電子產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)能力才有大的經(jīng)濟效益和軍事效益,。
三防技術(shù)從理論研究到工程應(yīng)用近年來的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大,，從早期單一的工藝防護發(fā)展到現(xiàn)在的總體設(shè)計、電路設(shè)計,、結(jié)構(gòu)設(shè)計,、標準化系統(tǒng)工程，三防技術(shù)的內(nèi)涵發(fā)生了很大變化,，現(xiàn)在的三防是以提高產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性為目標，內(nèi)容包括防水,、防潮,、防結(jié)露、防鹽霧,、防霉、防腐蝕,、防老化,、防振、防靜電,、防高壓擊穿、防污染,、防風(fēng)沙,、防積雪、防裹冰,、防鼠害等等。
1 電子結(jié)構(gòu)三防的技術(shù)措施
三防技術(shù)是一個綜合性概念,，涉及到諸多方面的應(yīng)用,。要提高電子產(chǎn)品三防能力，必須從產(chǎn)品的設(shè)計開始就注入三防設(shè)計理念,。三防設(shè)計理念的注入,，可以保證產(chǎn)品從整機到分機，再到零部件都具有適應(yīng)環(huán)境變化的能力,。三防處理工藝可以保障和補充設(shè)計中三防的不足,，提升產(chǎn)品抵抗環(huán)境變化的能力,，從而大的提高電子產(chǎn)品的可靠性。以下就從材料,、結(jié)構(gòu),、工藝三方面進行闡述，并將三防理念注入其中,。
1.1材料防護
材料防護主要是指正確、合理地選取材料,，并通過對材料(包括金屬材料和非金屬材料)輔以一定的工藝處理措施，以進一步提高材料的耐環(huán)境變化能力,。根據(jù)電子產(chǎn)品的實際使用環(huán)境分類及三防等級要求,，選擇適當(dāng)?shù)牟牧蟻碇圃炝悴考＿x取材料是三防設(shè)計的一步,，也是關(guān)鍵的一步。
惡劣環(huán)境中工作的電子產(chǎn)品,，面臨著鹽霧,、銹蝕、霉菌,、老化等各種環(huán)境問題,，為了使電子產(chǎn)品能夠適應(yīng)各種惡劣環(huán)境,，應(yīng)盡量選用耐腐蝕性好的金屬材料和不長霉菌、耐老化的非金屬材料,。耐腐蝕性好的金屬材料主要有,，鋁合金、奧氏體型不銹鋼,、鈦合金,、金、鎳等,，考慮到經(jīng)濟因素,，通常選用鋁合金、不銹鋼,、鈦合金等再涂覆金屬層或非金屬層,。
選用材料時，應(yīng)了解材料的相容性問題,，掌握材料的腐蝕機理,、破壞肜式等,。以保證結(jié)構(gòu)設(shè)計時能避免某些危險性大的腐蝕形式，防止不同材料彼此相互作用,、相互影響而引起腐蝕,、老化等。因而根據(jù)材料的相容性合理地選擇鍍層以及不同類型金屬的合理選用是極為重要的,。兩種材料的電位差越大腐蝕越嚴重,。設(shè)計中,，在同一種結(jié)構(gòu)中盡量選用同一種金屬材料，或者應(yīng)選用電極電位相近的材料,，而且兩種材料的電位差應(yīng)小于0.25 V,，否則在結(jié)構(gòu)上要采取相應(yīng)的防護措施。
當(dāng)下,，軍用電子產(chǎn)品正朝著輕小型機動方向發(fā)展，產(chǎn)品中許多零部件都將采用工程塑料制成,，再要注意材料的霉菌和老化問題,。選用環(huán)境適應(yīng)性較好的工程塑料，如聚碳酸酯,、ABS,、有機玻璃等,。
1.2 結(jié)構(gòu)防護
結(jié)構(gòu)防護與材料防護同樣重要，在現(xiàn)實環(huán)境中,，大多數(shù)的問題都能通過適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(結(jié)構(gòu)防護)來避免,。設(shè)計中，對局部部件或整機采取密封或半密封措施,，將設(shè)備(或部件)與外界環(huán)境相隔離,。各種箱體全部用鋁合金焊成一整體，機箱側(cè)板與箱體的連接處均加有導(dǎo)電橡膠制成的密封圈,，機箱的外表面防護涂覆,。為了避免由于機械應(yīng)力、熱應(yīng)力,、積水或雜質(zhì)等引起的腐蝕，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中還應(yīng)采取以下措施：
(1)避免積水結(jié)構(gòu),。產(chǎn)品的外型恰當(dāng)?shù)貎A斜,，盡量減少孔,、槽等，在可能積水和留存濕氣的空間開設(shè)排水和排氣孔,，并避免凹凸不平的表面等,。
(2)濕度較大的氣候環(huán)境下,，盡量避免采用點焊,、鉚接、螺紋緊固等結(jié)構(gòu)形式,，優(yōu)先選用板金結(jié)構(gòu)或整體澆鑄機箱的結(jié)構(gòu)形式,，以避免形成縫隙腐蝕，同時在能形成縫隙腐蝕處加以密封處理或加密封襯墊,。
(3)同一種結(jié)構(gòu)中，如使用了不同類型的金屬,，則應(yīng)在其中一種金屬上鍍涂上允許與第二種金屬相接觸的金屬鍍層,，或兩種金屬材料均鍍上同一種金屬鍍層,，或在兩種金屬之間涂絕緣保護層或放置襯墊，此時應(yīng)兼顧設(shè)備的電磁兼容性要求,。
(4)在有可能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂開的情況下,，應(yīng)注意避免引起應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)形式,，并采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧┫齼?nèi)應(yīng)力,。
(5)容易發(fā)生腐蝕和大腐蝕部位加厚構(gòu)件尺寸，通常稱為“腐蝕裕度”,，一般取預(yù)期壽命所需量的兩倍。對于易受腐蝕損壞而必須經(jīng)常維護和更換的零件,，應(yīng)從結(jié)構(gòu)上保證易于維修,、更換。
1.3工藝防護
除了從材料防護和結(jié)構(gòu)防護兩方面采取措施外．還應(yīng)采取工藝防護措施,，以進一步提高產(chǎn)品的三防能力。工藝防護我們通常采用的方法是表面化學(xué)覆蓋層及金屬和非金屬覆蓋層,。按產(chǎn)品工作時所處的環(huán)境,，我們將結(jié)構(gòu)件分為I型結(jié)構(gòu)件和Ⅱ型結(jié)構(gòu)件兩大類。I型結(jié)構(gòu)件表面在產(chǎn)品處于工作或行徑狀態(tài)時,，其表面直接暴露在自然環(huán)境中或受自然環(huán)境岡素直接作用。Ⅱ型結(jié)構(gòu)件表面存產(chǎn)品處于工作或行徑狀態(tài)時,，其表面不直接暴露在自然環(huán)境中,。對于兩種不同類型的構(gòu)件表面應(yīng)采取不同的工藝防護措施。
(1)化學(xué)覆蓋層
用電化學(xué)或化學(xué)的方法使結(jié)構(gòu)件表面生產(chǎn)某種化合物而形成覆蓋層,，以達到抗環(huán)境因素影響的目的。常用的方法有氧化,、鈍化,、磷化、陽極氧化等,。化學(xué)覆蓋層對I型和Ⅱ型表面都適用,。
有色金屬及其合金通常采取化學(xué)氧化或陽極氧化處理來達到防護的目的,。陽極氧化膜具有多孔性和絕緣性,，有較強的吸附能力，可作為油漆的底層,，涂漆后,，可大大提高其耐腐蝕性。化學(xué)氧化膜除了具有較強的耐腐蝕性和吸附能力外,，還能導(dǎo)電，所以經(jīng)常用于需要釋放靜電器件的表面處理,。黑色金屬通常采用氧化和磷化處理,。
(2)金屬和非金屬覆蓋層
金屬覆蓋層主要是通過電鍍,、化學(xué)鍍、熱浸鍍,、熱噴鍍等方法獲得,。就是在耐環(huán)境能力差的結(jié)構(gòu)件表面覆蓋一層耐環(huán)境能力較強的金屬涂層,，以提高整個構(gòu)件的三防能力。金屬覆蓋層對I型和Ⅱ型表面都適用,。常用的金屬鍍層有鋅,、鎳,、銅、鉻,、金等,。選擇鍍層時，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品所要使用的環(huán)境要求,，同時兼顧基體材料的特性以及材料的相容性要求,。
非金屬覆蓋層有油漆涂覆層和塑料涂覆層,。油漆涂覆層在非金屬覆蓋層中應(yīng)用的為普遍，它具有一定的流動性,，能夠在物體表面形成一層連續(xù)薄膜,，因而具有較好的防護作用。塑料涂覆層是采用環(huán)氧和聚乙烯等耐環(huán)境性能優(yōu)良的樹脂涂覆于被保護物表面,。非金屬覆蓋層通常針對I型表面,。
三防漆的種類很多，性能各異,，漆種的選用應(yīng)根據(jù)油漆的性能、適用范圍以及產(chǎn)品的外形要求和實際使用環(huán)境而定。對于產(chǎn)品表面通常采用丙烯酸漆和聚氨脂漆,，這兩種漆色擇優(yōu),、保光、保色性,、耐水、耐磨性好,，具有突出的抗大氣腐蝕性和三防性能,，且耐熱性較高，附著力強,。
電子結(jié)構(gòu)的環(huán)境防護技術(shù)涉及到許多方面的專業(yè)知識、技術(shù),。根據(jù)防護的總要求及產(chǎn)品的實際使用環(huán)境,，采用先進的設(shè)計思想,、可靠的材料、優(yōu)化結(jié)構(gòu),、表面處理,、密封干燥等措施對整機及零部件、元器件進行環(huán)境防護設(shè)計,，從而提高整個產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性和使用可靠性。