军用电子装备在整个寿命期内的贮存、运输和使用各个阶段均会遭受各种恶劣环境条件的作用.在经受长时间恶劣环境条件的作用后,组成电子装备的材料和结构必然会受到腐蚀和破坏,严重影响电子装备的使用寿命和作战效能.在各种恶劣环境条件中,作为生物环境条件的霉菌是引起军用电子装备腐蚀和破坏的一个重要因素.
军用电子设备
我国东南沿海、岭南区长江中下游地区、重庆、四川等地终年大部分时间温暖潮湿, 霉菌极易在电子装备的面板器仪表、绝缘材料、有机涂料、通信器材、印制板、非金属元器件、光学器材等各种材料和结构表面生长,进而产生霉变和腐蚀,造成它们性能劣化,元器件失效,结构破坏,部件失灵,功能丧失,光学器材无法使用等严重后果,有的甚至诱发严重事故,造成巨大的经济损失和军事损失.
随着塑料、橡胶、涂料、密封材料、有机材料和有机高分子材料等在军用电子装备上的应用越来越多,霉菌对电子装备的腐蚀和破坏的影响也将显得越来越突出如何提高军用电子装备的防霉抗霉能力,防止或减少霉菌对它们的腐蚀和破坏,提高军用电子装备的环境适应能力及可靠性是值得深入研究的应当引起足够重视.
1 霉菌生长的条件
霉菌属于真菌,不是细菌,其营养体是多细胞结构的丝状体,因此把丝状真菌统称为霉菌.在自然界中,霉菌通常都是以菌丝进行生长,以孢子进行繁殖.霉菌的生命活动与营养物质、温度、湿度、氧气、pH值等因素密切相关.霉菌喜偏酸性环境, 好氧,最适宜的生长温度在25 ~ 35 ℃之间, 在相对湿度90% ~ 100%条件下生长良好, 相对湿度降至80%~ 85%, 霉菌生长变得缓慢甚至停滞.只要有可利用的碳源、氮源等营养物质, 并且温度合适, 相对湿度大, 供氧充足, 霉菌就会大量生长.滋生的霉菌最终会对产品造成不同程度的危害.只要控制与霉菌生命活动有关的任何一个因素, 霉菌的生长就会受到极大的抑制, 产品也就不会受到霉菌腐蚀和破坏.
2 防霉结构设计
军用电子设备
在军用电子装备的结构设计中, 应当重视防霉结构设计, 要把防霉结构设计贯彻到产品的总体设计中去.合理的结构设计能有效地消除或减弱霉菌赖以生存的环境条件, 抑制霉菌生长, 从而提高军用电子装备防霉抗霉能力.良好的结构设计应当是:结构完整、简洁、流畅, 所有的构件尤其是暴露在外的构件能避免积水藏灰, 缝隙结构容易消除, 工艺防护操作方便;对大容积的结构件, 设计时应充分考虑设备的通风设置, 加强空气流通, 保持设备内空气干燥, 防止电子设备受潮或积水;根据需要和可能尽量采用密封结构。
3 选择抗霉材料
霉菌生长必须要有营养物质, 缺乏可利用的营养物质, 霉菌也就无法生存.霉菌对军用电子装备的影响最主要的是通过对组成装备的材料直接侵蚀和破坏来实现.对于不抗霉材料, 霉菌可以直接侵蚀材料, 从材料中获取营养物质, 并分泌各种酶降解材料, 同时还能产生各种有机酸类物质和其它代谢产物, 对材料和产品造成明显的破坏或损伤.对于抗霉材料, 如金属材料和一些有机材料, 它们本身并不能直接提供霉菌生长的营养条件, 但由于材料或产品在制造、贮存、运输和使用期间其表面积聚灰尘, 或沾染油污、汗迹和其它污秽物, 霉菌便能利用这些物质获取营养进行生长发育, 并产生各种有机酸类物质和其它代谢产物, 从而破坏和损伤材料或产品.或是不抗霉材料与抗霉材料相毗邻, 不抗霉材料滋生霉菌从而对抗霉材料造成损害.这种对材料的侵蚀和破坏是间接的, 其影响是次要的, 因此,要有效提高军用电子设备的防霉抗霉能力, 选择抗霉材料非常关键.产品设计时, 在不改变产品性能和功能的前提下, 尽可能地优先选择抗霉性能好的材料.
4 工艺防护
军用电子设备
工艺防护是提高军用电子装备环境适应性的有效措施.对军用电子设备中使用的金属和非金属材料表面镀覆金属层, 或在基体材料表面的金属和非金属覆盖层上涂覆有机涂层, 能显著提高军用电子设备耐受各种恶劣环境条件的适应能力, 延长使用寿命.在表面处理工艺方法中, 采用最普通、最经济、最有效的是涂覆有机层.
涂料是一种以树脂或油脂制成的有机高分子为主体的胶体聚合物溶液涂覆于金属或非金属表面,形成坚韧、附着牢固并具有一定功能膜层的材料.涂料中增塑剂、纤维素、润滑油、稳定和着色剂以及某些树脂能为霉菌提供可利用的营养物质, 在温暖潮湿的环境条件下, 霉菌很容易在涂层表面生长, 腐蚀和破坏涂层, 使涂层失去防护或绝缘作用, 从而降低电子设备的使用寿命, 影响其性能.使用涂层的军用电子设备, 其抗霉能力的强弱, 主要取决于是否选用了防霉涂料.
值得注意的是, 涂料应当配套使用.底漆是涂层系统的最重要基础, 同一涂料作为底漆应用在不同基材上则涂覆效果很不一致, 与基材的附着力也不一样.涂料的配套使用要求底漆与基体材料之间, 底漆与面漆之间都具有良好的结合力且相互之间不产生不良反应.
另外, 军用电子装备中的高压器件或部件、变压器、阻流圈、接插件、电路板以及有特殊要求的元器件往往还采用灌封工艺处理, 使它们能适应恶劣环境条件并保证正常工作, 提高可靠性.常用的灌封材料有环氧树脂、聚氨脂或有机硅等, 但环氧树脂、聚氨脂大多是不抗霉材料, 使用前需要进行防霉处理.
5 使用防霉剂
使用防霉剂是防止材料和涂料霉变十分有效的方法.由于防霉剂抗菌谱比较宽, 霉菌不容易对其产生抗性, 因此被广泛使用.当军用电子装备因特殊需要必须选用不耐霉材料或涂料时, 可通过使用防霉剂来提高它们的防霉抗霉性能.防霉剂的种类繁多, 它们的性能和防霉效果各异.理想的防霉剂应当具有如下特点.
1) 高效、广谱、长效, 即使用微量防霉剂就能长期、有效地抑制或杀死多种霉菌;
2) 低毒, 对人体无毒、无刺激, 不会产生过敏等作用, 不污染周围环境, 安全性高;
3) 具有良好的耐热性和耐候性;
4) 物理化学稳定性好, 难溶于水, 适用较宽的pH值和温度范围;
5) 溶解性、分散性优良, 不影响材料或产品的基本性能和颜色;
6) 使用方便, 价格低廉.
目前还不存在没有缺点的防霉剂.实践证明,多组份防霉剂混合使用其防霉效果比单组份好.将防霉剂直接添加到材料或涂料中是简单易行的方法, 添加量也很容易控制, 防霉时效也长, 因此大多采用这种方法.由于受材料、防霉剂的相溶性及加工工艺的限制, 防霉剂在材料或涂料中的分散性能稍差, 相对抗霉防霉性能受到一些影响.
6 结 语
防霉是军用电子设备三防技术的重要组成部分.防霉结构设计和抗霉材料的优选是提高军用电子设备防霉性能的关键, 必须纳入产品的总体设计当中并从设计阶段开始时就应当考虑.工艺防护能有效提高军用电子设备环境适应能力, 恰当地运用镀涂覆等表面处理工艺是提高电子设备结构和材料抗霉性能的重要手段.为了提高镀涂覆工艺质量,提高防护性能, 必须对工艺技术的全过程进行严密的科学的控制和管理.在材料和涂料中添加防霉剂利弊兼有, 一方面能抑制或杀死霉菌;另一方面又会改变或降低材料和涂料的性能.为了更好地提高军用电子设备的防霉抗霉能力, 应不断研究和开发新型抗霉材料, 不断发展新工艺新技术.同时, 在产品寿命期内控制环境条件, 定期维护, 抑制霉菌生长。
