产品三防设计.ppt
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电子产品结构的三防设计环境因素是军用电子产品在使用、运输和存储中号虑的重要因素,而且环境因素也影响着电子设备的稳定性和可靠性。
军用电子产品因环境防护不当造成的损失也是相当惊人,美军曾经对机载电子设备的故障进行统计,发现50%以上的故障与环境因素有关,所以提高军用电子产品的环境适应能力才有极大的经济效益和军事效益。
三防技术从理论研究到工程应用近年来的发展,应用领域不断扩大,从早期单一的工艺防护发展到现在的总体设计、电路设计、结构设计、标准化系统工程,三防技术的内涵发生了很大变化,现在的三防是以提高产品的环境适应性为目标,内容包括防水、防潮、防结露、防盐雾、防霉、防腐蚀、防老化、防振、防静电、防高压击穿、防污染、防风沙、防积雪、防裹冰、防鼠害等等。
1 电子结构三防的技术措施三防技术是一个综合性概念,涉及到诸多方面的应用。
要提高电子产品三防能力,必须从产品的设计开始就注入三防设计理念。
三防设计理念的注入,可以保证产品从整机到分机,再到零部件都具有适应环境变化的能力。
三防处理工艺可以保障和补充设计中三防的不足,提升产品抵抗环境变化的能力,从而极大的提高电子产品的可靠性。
以下就从材料、结构、工艺三方面进行阐述,并将三防理念注入其中。
1.1材料防护材料防护主要是指正确、合理地选取材料,并通过对材料(包括金属材料和非金属材料)辅以一定的工艺处理措施,以进一步提高材料的耐环境变化能力。
根据电子产品的实际使用环境分类及三防等级要求,选择适当的材料来制造零部件。
选取材料是三防设计的第一步,也是关键的一步。
恶劣环境中工作的电子产品,面临着盐雾、锈蚀、霉菌、老化等各种环境问题,为了使电子产品能够适应各种恶劣环境,应尽量选用耐腐蚀性好的金属材料和不长霉菌、耐老化的非金属材料。
耐腐蚀性好的金属材料主要有,铝合金、奥氏体型不锈钢、钛合金、金、镍等,考虑到经济因素,通常选用铝合金、不锈钢、钛合金等再涂覆金属层或非金属层。
选用材料时,应了解材料的相容性问题,掌握材料的腐蚀机理、破坏肜式等。
电气产品的“三防”设计1 引言在电气工业中,“三防”设计是指防潮湿、防盐雾、防霉菌设计。
我国幅员辽阔,电气产品使用环境极其复杂,尤其是在沿海地带的户外使用的电气产品,必须具备完善的“三防”设计才能保证其正常工作。
“三防”设计是电气产品在各种不同的环境中正常运行的重要保证,产品开发研制时即应从电路设计、材料应用、结构设计和工艺技术等诸方面进行系统性的“三防”设计。
在电气化应用日益广泛的现代社会里,电气工业的蓬勃发展是一个必然的趋势。
“三防”设计的完善在电气产品的整个系统中显得特别重要。
任何电气产品都是在一定的环境下工作的,而潮湿、盐雾和霉菌会降低材料的绝缘强度,引起漏电、短路,从而导致电气故障和事故。
因此,必须采取防止或减少环境条件对电气产品可靠性的不利影响,以保证电气产品工作中的各项性能,增加产品在恶劣环境中运行的可靠性。
在绝大部分电气产品的整机设计中,“三防”设计都是非常关键的。
本文综合的分析了“三防”问题的产生的机理和实际“三防”设计中的注意事项。
2 “三防”问题产生的机理⑴潮湿当空气相对湿度大于80%时,电气产品中的有机和无机材料构件由于受潮将增加重量、膨胀、变形,金属结构件腐蚀也会加速。
如果绝缘材料选用及工艺处理不当,则绝缘电阻会迅速下降,以致绝缘被击穿。
为保证电气产品的可靠性,防潮湿设计显得特别重要。
⑵盐雾盐雾指悬浮在大气中的气溶液状的Na2O粒子。
它的形成主要是因为风引起海面扰动和涨、落潮时,海水相互间的冲击和海浪拍击海岸,致使很多海浪粒子拖入空中,水分发蒸后,留下一些极小的盐粒,在大气团的平流和紊流交换作用下,这些盐粒在空气中散开来,并随风流动形成沿海地区盐雾。
盐雾与潮湿空气结合时,其中所含的直径很小的氯离子对金属保护膜有穿透作用。
盐和水结合能使材料导电,故可使绝缘电阻降低,引起金属电蚀、化学腐蚀加速,使金属件与电镀件受到破坏。
在盐雾环境中,各类端子搭接处腐蚀较为明显:铜-铜接头腐蚀比较轻;铝-铝接头的腐蚀就很严重;铜-铝接头处则明显可看出,铝接头侧通常会白色斑斑,并有烧伤的痕迹。
目录1三防设计总则 (2)2结构件分类-----按所处环境划分 (3)3结构设计与三防 (3)3.1合理的结构形状 (4)3.2避免不均匀和多相性 (4)3.3避免尖角(特别是凸出的棱角) (4)3.4避免凹凸不平的平面 (4)3.5避免积水结构 (5)3.6避免会进水的缝隙 (5)3.7注意防尘 (6)3.8密封式设计及密封产品的应用 (6)3.9注意有机气氛的影响 (6)3.10组合工序的安排 (6)3.11焊接 (7)3.12控制应力,避免应力腐蚀 (8)3.13控制紧固件数量 (8)3.14易损件 (8)4结构件材料的选择 (8)4.1金属材料 (8)4.1.1Ⅰ型结构件 (8)4.1.2Ⅱ型结构件 (9)4.2非金属材料 (15)4.3表面防护工艺选择 (16)4.3.1金属材料防护的一般要求 (16)4.3.2表面处理工艺特点及其与结构的关系 (17)4.3.3存储运输中的包装三防要求 (18)三防设计总则全过程控制原则:在产品设计的全过程中应始终注意腐蚀控制问题,即在方案论证、技术设计、材料与工艺选择、研制和生产过程中都要考虑腐蚀及其控制。
综合控制原则:产品设计时,主要从以下方面综合考虑腐蚀控制问题:环境条件、结构设计、材料选择、金属腐蚀与预防、表面防护、有效的防护包装。
防止腐蚀的基本方法:a 采用高耐蚀性材料;b 消除或减弱环境中的腐蚀性因素;c 对不耐蚀材料进行耐蚀性表面处理;d 防腐蚀结构设计;e 电化学保护。
防腐蚀设计的基本步骤:在开始结构设计时,首先需要了解或定位产品的工作环境、产品的使用期限,确定产品中各部位结构件的类型,再根据零件的功能目的进行详细的选择、设计。
在详细设计过程中,每一个零件都需从结构形状、受力状态、材料、表面防护层、生产加工、装配、储存运输、工作寿命等以及与其相关的环境条件方面加以考虑,以使零件既能满足功能需求、又能达到最佳的防腐蚀状态。
环境类型和三防等级1结构件分类-----按所处环境划分a. Ⅰ型结构件:处于Ⅰ型面的结构件。