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3.2 环境试验相关概念

在开展电子装备防护涂层环境试验的过程中需要清楚有关概念,包括环境因素与效应、环境适应性、装备环境工程、环境试验等诸多方面。

3.2.1 环境因素与效应

GJB 6117—2007中对环境的定义为“装备在任何时间或地点所存在的或遇到的自然和诱发的环境因素的综合”,环境因素分类及组成如表3-1所示。

表3-1 环境因素分类及组成

环境因素分类及组成如表3-1所示,其是根据环境因素起因进行的分类,环境因素还可根据产品的应用状态进行分类。例如,GB/T 4798中规定应用环境条件包括贮存、运输、使用,其中使用环境条件包括有气候防护的场所、无气候防护的场所、地面使用、船用、携带和非固定使用、产品内容微环境等。表3-2给出装备在运输和贮存阶段遇到的环境和主要环境影响因素(涂层相关)。

表3-2 装备在运输和贮存阶段遇到的环境和主要环境影响因素(涂层相关)

续表

GJB 6117—2007中对环境效应的定义:装备在其寿命期的各种单一或综合/组合环境作用下,引起装备材料、元器件和结构件的疲劳、磨损、腐蚀、老化、性能退化或降级,造成装备性能下降乃至功能丧失的现象。典型环境因素对防护涂层的影响效应如表3-3所示。

表3-3 典型环境因素对防护涂层的影响效应

3.2.2 环境适应性

环境适应性是装备在其寿命期内预计可能遇到的各种环境的作用下能实现其所有预定功能、性能和(或)不被破坏的能力 [1] 。从定义上看,环境适应性关注的装备的全寿命周期,包括贮存、运输、使用、维修等寿命阶段,其中各种环境是指具有一定时间风险的极端环境,这也是与可靠性的主要区别。环境适应性是装备在各种环境下保证功能和维持性能的能力,这种能力一方面要求装备在预定环境中能正常工作,另一方面要求装备在预定环境中不被破坏,对防护涂层而言主要指后一方面能力的要求。

装备是由各种材料(金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料等)制成的,所以材料的环境适应性是装备环境适应性的重要基础 [2] 。防护涂层作为提升各类材料环境适应性的手段,对装备环境适应性的影响不言而喻,所以应用环境适应性优异的防护涂层对装备效能发挥着重大意义。

3.2.3 装备环境工程

简单而言,装备环境工程是为保证和提升装备环境适应性而开展的一系列工作,其工作内容包括装备环境工程管理、环境分析、环境适应性设计、环境试验与评价等,在GJB 4239中对这4类工作细分为20个工作项目,分布于装备的论证、研制、定型、使用等各阶段。4类工作相互联系、相互支撑共同保证装备的环境适应性,装备环境工程各工作项目关系如图3-1所示。

图3-1 装备环境工程各工作项目关系

3.2.4 环境试验

环境试验是将装备暴露于特定的环境中,确定环境影响效应的过程。从定义上看如何将装备置于特定的环境中和如何确定特定的环境条件是开展环境试验工作的重点,而确定环境影响效应则是借助各种手段完成环境因素分析、影响模式判断、性能退化规律总结和故障原因查找等工作。环境试验是评价装备环境适应性能力的主要手段。

环境试验中“特定的环境”包括自然环境试验站环境、试验箱内环境或应用平台环境等,针对以上特定环境采用的试验方法对应为自然环境试验、实验室环境试验和使用环境试验。若在自然环境试验时考虑平台环境影响,则所采用的试验方法为动态自然环境试验或自然加速环境试验。

环境试验作为装备环境工程工作的组成部分并不是独立存在的,而是与环境工程管理、环境分析、环境适应性设计等其他部分密切联系的,如图3-2所示。

对环境工程管理而言,环境试验是制定环境工程工作计划的重要工作内容;环境试验是装备环境工程工作评审的重点评审内容;环境试验结果是重要的环境信息,而环境信息中环境条件分析又是环境信息管理的主要依据;环境试验是对转承制方和供应方的监督和控制的主要监督手段。

图3-2 环境试验与装备环境工程工作项目之间的关系

环境分析工作的重要目标是提出环境适应性要求和环境适应性验证要求,是环境试验方法确定的主要依据。

环境适应性设计和改进过程中需要与各种环境试验结合,充分利用试验结果信息,对所发现的环境适应性薄弱环节采取措施加以纠正,所以环境试验是环境适应性设计的信息支撑。

可见,环境试验并非单纯的试验工作,需要与其他环境工程工作项目形成联动,共同促进产品环境适应性的形成和提升,针对电子装备防护涂层这一简单对象亦是如此。 aGmajZDglgPHOgvD+vbkDOWSisnPodLUSWm+mYpYlIudnB4fTBgtuZ3/e2d7c76T

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