Методы и средства защиты РЭС от влаги.

Влаго и водостойкость электроизоляционных материалов. Используемые в элементах РЭА материалы можно разделить на изоляционные, проводниковые, контактные и конструкционные. При действии повышенной влажности окружающей среды они изменяют как механические, так и электрические свойства. Изоляционные материалы при длительном пребывании в условиях повышенной влажности обычно поглощают влагу, что приводит к ухудшению электрических характеристик: падает удельное объемное сопротивление растет тангенс угла потерь , увеличивается диэлектрическая постоянная При выборе изоляционного материала (выводные изоляторы, корпуса радиодеталей, диэлектрики) важно знать, как изменяются под влиянием влажности электрические характеристики.

При воздействии на проводниковые материалы повышенной влажности происходит изменение сечения проводника в результате окисления и коррозии материала. Проводниковые материалы, как правило, применяют в изделиях, у которых основным рабочим узлом являются обмотка катушки контуров связи и индуктивности, дроссели, трансформаторы, проволочные резисторы, потенциометры и др.

При повышенной влажности воздуха могут создаваться благоприятные условия для развития на некоторых электроизоляционных материалах плесени. Это явление часто наблюдается в странах с влажным тропическим климатом, но иногда имеет место и в умеренном климате. Выделяемые плесенью продукты жизнедеятельности разрушают органические электроизоляционные материалы, кроме того, в плесени удерживается большое количество влаги. Для уменьшения вредного влияния влаги необходим рациональный выбор материалов обмотки, изолирующих покрытий, контактов, пропиточных лаков, эмалей и т. п.

Материалы, применяемые для влагозащиты функциональных узлов и элементов, должны обладать низкой влагопроницаемостью, высокой электрической и механической прочностями, температуро-стойкостью. К сожалению, в настоящее время не существует органических полимерных материалов, полностью удовлетворяющих всем поставленным требованиям. Например, органические диэлектрики принципиально влагопроницаемы и поэтому ограничивают срок службы элемента, который определяется временем эффективной влагозащиты.

В настоящее время влагостойкость материалов принято оценивать по влажностным параметрам (влагопроницаемости В, коэффициенту растворимости h_, коэффициенту диффузии D), определение которых приведено в § 1.23. Кроме того, важной характеристикой является гигроскопичность (влагопоглощаемость)—свойство материала поглощать водяные пары из воздуха. Сухой образец электроизолированного материала массой помещается в условия повышенной влажности ( =98%), происходит поглощение влаги, увеличение массы образца до достижения образцом равномерного влагопоглощения, после чего дальнейшее увлажнение прекращается; на рис. 25.1, а показана типичная кривая кинетики сорбции материала.

Рисунок 25.1 Влажностные характеристики

Гигроскопичность определяется из соотношения

где — масса образца после выдержки его в условиях относительной влажности 98% в течение 24 или 48 ч.

Электроизоляционные материалы испытывают также на водостойкость по тон же методике, что и на гигроскопичность, но материал при этом помещают в дистиллированную воду. При испытании образцов на влаго- и водостойкость в зависимости от цели испытаний производится измерение одного пли нескольких параметров: гигроскопичности, водопоглощаемости, набухания, электрических характеристик (удельного сопротивления , электрической прочности тангенса угла потерь , диэлектрической проницаемости ;), механических характеристик. Обычно испытания проводятся при постоянной относительной влажности, разной 93%, или оговоренной условиями испытаний. Типичные зависимости изменения электрических параметров , , от времени: приведены на рисунке 25.1.

И так, при определении влагостойкости электроизоляционных матери: лов применяют различные параметры в зависимости от назначения материала. В частности, для работы во влажной среде (в том числе при =100% и ) могут быть рекомендованы электроизоляционные материалы со значениями

где —удельное объемное сопротивление после 48 ч пребывай образца в условиях определенной влажности воздуха; — удельное объемное сопротивление сухого образца.

В последнее время показано, что основным критерием влагостойкости диэлектрика следует считать удельное объемное сопротивление.

Средства влагозащиты РЭА. По экономическим и конструктивным соображениям приходится в большинстве случаев для герметизации использовать органические диэлектрики, хотя герметизация полимерными материалами не гарантирует бессрочного сохранения конструкцией исходных свойств. Однако использование материалов обладающих низкой диффузией влаги и влагопроницаемостью а также выбор необходимой толщины изоляции может обеспечило сохранность рабочих свойств в течение длительного времени. Практика использования герметиков показывает, что критическим значением коэффициента влагопроницаемости В, выше которого материал вряд ли целесообразно использовать для целей герметизации будет

В практике производства РЭА применяется несколько способов влагозащиты полимерными материалами, а именно: пропитка, заливка, обволакивание, опрессовка и консервация. Пропитка и заливка осуществляются лаками и компаундами; обволакивание, опрессовка — компаундами, пластмассами, пленками; консервация —в основном полимерными пленками.

В качестве защиты от увлажнения иногда применяют гидрофобизацию электроизоляционных материалов и отдельных узлов, при этом резко уменьшаются смачиваемость, водопоглощение, водопроницаемость, улучшаются электрические свойства. В качестве гидрофобных материалов используются битумы, парафины, вооки, некоторые кремнийорганические соединения. Для опрессовки элементов и т. д.). Для герметизации отдельных блоков применяют металлические наглухо запаянные или заваренные корпуса. Места соединений разнородных материалов (металлы, стекло, пластмассы) уплотняют с помощью компаундов, смазок и т. п. Такие уплотнения всетаки не гарантируют достаточной герметизации, и при колебаниях температуры воздух будет засасываться внутрь изделия и произо йдет постепенное накопление влаги. Предотвратить это явление можно с помощью влагопоглотителя (хлористого кальция, силикагеля и др.), помещенного в специальные пластмассовые патроны с отверстиями; силикагель обладает большой внутренней поверхностью и способен абсорбировать влагу до 40—50% от собственной массы. При насыщении силикагеля влагой цвет его меняется от серо-белого до розового и надо произвести замену патрона. Для предотвращения увлажнения изделий можно применять подогреватели, которые должны поддерживать температуру на 5—10°С выше окружающей. Заметим, что при температуре воздуха 25—40°С с повышением температуры на 2—3°С относительная влажность снижается от 100 до 90%, с повышением температуры на 5° С — до 75%, а на 10° С — до 60%. Предохранение изоляции от увлажнения может быть также осуществлено с помощью свободной или искусственной вентиляции. Наилучший эффект получается при сочетании подогревателей с вентиляцией.