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1.5 典型电子系统环境损伤

经外场调研发现,各型电子设备及附件腐蚀比较严重,某型航空电子装备雷达罩涂层脱落、鼓泡多发,机身下表面电台天线前缘迎风面透波漆脱落严重。插头、开关、氧气系统导管、空调管路、电磁阀、电缆卡箍等部位是腐蚀损伤薄弱环节。垂直天线锈蚀严重,电缆插头[见图1-4(c)]常见发白、结合面腐蚀、插针断裂、内部积水、通电报故障;开关、数字计算机故障多发;传感器接线柱腐蚀;部分电路系统因焊点腐蚀,软故障较多。机身上个别负线和搭铁线已锈蚀,无法起到接地作用,多机左起落架舱压力信号传感器插头出现外表腐蚀。统计分析200余套电子设备3年间的故障数据,发现沿海地区机载电子部附件故障率是内陆的2~3倍,同一机型的同一种导航设备,沿海故障率是内陆故障率的3倍。

图1-4 航空电子装备典型腐蚀案例

电子系统及附件本身种类繁多且性能不统一,在实施控制中有局限性,外场侧重结构监管,对于腐蚀高发的线缆、电子、附件难处理。按SJ 20985—2008《军用电子整机腐蚀防护工艺设计与控制指南》对整机电子装备进行划分,电子装备可分为机箱机柜、印制电路板组件、电接点和电连接件、屏蔽盒单元电路组件、波导及微波电路组件、紧固件与紧固组件、电源及高压组件、天线/伺服/馈线系统等部分;按电子失效机制划分,主要有电磁性能失效、电子线路金属腐蚀、金属电迁移、金属晶相变异。

(1)电磁性能失效。航空电子装备装联密度高,大规模集成电路及高阻抗和高放大率器件对轻微腐蚀、变质而形成的“噪音”“频率漂移”“动能下降”等故障更为敏感;氧化使金属导电率降低,接点间打火;两个导体之间会因凝露、吸潮、盐雾起短路;因吸潮使带状天线内造成损耗,在东南沿海、远海地区服役的雷达天线,伺服、馈电系统都曾因高湿度、高盐雾的恶劣环境而引起故障和早期失效。

(2)电子线路金属腐蚀。电子部件和印制电路板上多用铜、银、锡、金等金属材料作为导电材料。这些材料在沿海、远海高温、高湿、高盐雾的气候条件下,具有很强的腐蚀倾向。例如,锡在海洋大气环境中的20年平均腐蚀速率为2.8微米/年;银在高湿、高盐雾的空气中会很快变色、发黑和腐蚀;铜在潮湿空气中会生成碱式碳酸铜。现代电子设备装联密度愈来愈高,这些金属在线路结构中厚度通常都很薄,一定的腐蚀就足以对电子设备性能造成致命影响。

(3)金属电迁移。为保证信号平稳传输和电接触良好,在许多电子部件(如波导管、部分印制电路板)上采用银镀层。在高湿度空气环境中,银会在电场作用下沿绝缘材料表面迁移或向某些高分子材料内部渗透,俗称“银迁”。“银迁”极大降低了电子线路器件之间的绝缘性能,引起线路内部短路或短接故障。

(4)金属晶相变异。锡、锌、镉等金属如果在加工过程中造成内应力,那么在高温、潮湿和相对封闭条件下金属会发生晶相变异,能长成晶须,俗称“长毛”。小型化电子元器件有可能产生晶须短路。“二次”大战中,美军在太平洋战场因对电子设备在这种高湿、潮湿环境下的适应性预计不足,线路中焊接用锡发生“长毛”,使设备故障率居高不下,影响部队战斗力发挥。 5YUjeuDh0pTozmixZMtc8L+QOKn3YPKqyIay3cTjCIn4k/QHx1G4fY53HWagcuhF

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