|
| |
|
Слаботочка Книги проявляется не только в увеличении емкости составляющих элр ментов контура, но и в увеличении потерь в дизлектриках опоеле лиющих добротность. При увеличении тангенса угла потерь ,ршко уменьшается эквивалентное сопротивление контура гетеродина и для генерации требуется большая крутизна характеристини тран- 0,01  n-387;x=1,0;6 = d,if. 0,3 0,7 0,91,1 1,3 1,5 1,7 1,3 2,1 \2,3 2,5 Чувствительность, пВ/п \ Допуск пс ТУ I 0,125 N=151; Х=г,9; 6 = 1,1 i i i 0,81,г 1,6 г,о г,* г,83,2з,в %о %8 5,г 5,вв,0€ б,е 7,г 7,в s,d ЧуВстбательность, и8/п Допуск по ТУ 1 Рис. 2. Гистограммы распределения реальной чувствительности ДВ диапазона в точке 160 кГц. а - при нормальных климатических условиях; б - после воздействия относительной влажности 93 7о при температуре 25° С в течение 48 ч. зистора, т. е. при определенных условиях, с уменьшением эквивалентной добротности контура в условиях влаги наступает срыв генерации гетеродина [4]. Аналитический расчет на основе статистических материалов, полученных при испытаниях, показал, что по степени влияния на общую нестабильность частоты контуров элементы располагаются следующим образом: печатные платы -до 60%, подстроечные керамические конденсаторы - до 25%; катушки индуктивности и другие детали -до 15%. В ряде случаев для повышения влагостойкости применяются различные способы защиты: герметизация блоков и аппаратуры в целом, опрессовывание и обволакивание компаундами, покрытие электроизоляционными лаками и т. д. Однако эти меры не всегда 2°-53 - .9 гарантируют ют проникновения влаги к элементам. В настоящее время отсутствует единое миение о механизме действия защиты [7]. Разработка защиты является задачей весьма сложной, затрагивающей решение (вопросов технологии переработки полимерных материалов и изготовления аппаратуры, физики и химии диэлектриков и пол1упро,водников. Поэтому ее решение остается (весьма актуальным для изготовления надежных радиоэлементов и функциональных узлов изделий. Некоторые аспекты этого вдпроса будут рассмотрены .ниже. Для уяснения физико-химических процессов, происходящих при увлажнении радиэлектронных устройств, целесообразно рассмотреть общие характеристики .влажной среды (и механизм ее воздействия на элементы и .конструкционные (материалы. 1.2. Физические и проникающие свойства влажной среды и ее влияние на диэлектрические характеристики электроизоляционных материалов Влага является опасным фактором для электрической изоляции. Уже с конца прошлого века проводились работы по защите электроизоляционных материалов от воздействия влаги и делались попытки объяснить причины ухудшения свойств диэлектриков при их увлажнении [8]. Воздух практически всегда содержит то или иное количество водяных паров, т. е. представляет собой паровоздушную смесь. Количество содержащейся в воздухе влаги оценивается абсолютной или относительной влажностью. Масса водяного пара (в граммах или килограммах), содержащегося в 1 м паровоздушной смеси, .характеризует абсолютную влажность воздуха, а отношение абсолютной влажности к максимальной массе водяного пара, которая может находиться в 1 мз воздуха в тех же условиях температуры и барометрического давления,- представляет его относительную влажность. Абсолютная влажность часто характеризуется также упругостью паров или парциальным давлением паров воды, а относительная влажность - отношением парциальных давлений паров воды в воздухе, находящемся в заданных условиях и в условиях его максимального насыщения влагой. При повышении температуры воздуха его влагоемкость увеличивается. Однако при каждой заданной температуре (но не выше 100° С) максимальное содержание влаги, соответствующее 100% относительной влажности (насыщению воздуха парами воды), ограничено вполне определенным значением. Искусственное увеличение влаги в воздухе выше максимальной величины приводит к выпадению ее в виде росы. При охлаждении влажного воздуха, имеющего относительную влажность менее 100%, его абсолютная влажность не изменяется, но относительная влажность увеличивается, достигая 1007о при некоторой температуре, называемой температурой точки росы. Дальнейшее охлаждение влажного воздуха ниже температуры росы приводит уже к снижению абсолютной влажности воздуха вследствие конденсации влаги при одновременном сохранении максимального, но постоянно- уменьшающегося при снижении температуры влагосодержания, или равного 100%-ному значению относительной влажности. В системе, изолированной от источника водяного пара, повышение температуры выше температуры точки росы приводит к снижению относительной влажности воздуха при сохранении постоянной абсолютной влажности. В зависимости от изменяющихся условий давления и температуры наиболее возможное содержание влаги в паровоздушной смеси колеблется в значительных пределах. Так, количество влаги в 1 м воздуха в условиях- насыщения при температурах 20; 40; 60° С составляет соответственно 17,3; 50,9; 130,2 г, а 10 с учетом изменения относительной влажности воздуха эти различия являются еще более значительными. Именно такой широкий диапазон колебаний содержания влаги в воздухе и воздействует на РЭА в реальных условиях эксплуатации. Вода - химически активное вещество, легко вступающее в соединение с различными металлами и неметаллами. Многие вещества вступают с ней в реакцию разложения, называемую гидролизом. Процесс гидролиза и получаемые в результате его продукты характеризуют влагостойкость изоляции и являются основной ее характеристикой. По своим физическим и физико-химическим свойствам вода представляет собой сильно полярный диэлектрик с тетраэдрической структурой молекул. Молекула воды имеет четыре заряда: два положительных и два отрицательных, расположенных по вершинам правильного четырехгранника (тетраэдра), центр которого совпадает с центром молекулы воды. Расстояние между центрами атомов Н и О равно 0,96-10-° м, между атомами Н и Н-1,5-10"" м. Размер молекулы в наибольшем направлении З-Ю"" м. Угол между связями Н-О-Н приблизительно равен 104-109°. Диэлектрические параметры воды: 67=79-81 (в жидкой фазе), tg б при 50 Гц весьма велик, при 10 Гц равен 1,6; при 10 Гц равен 0,3; при 10 Гц равен 0,03. Удельное объемное сопротивление наиболее очищенной воды (деио-низированиой) ,р=5-10 Ом-м; у дважды дистиллированной р=10 Ом-м; у водопроводной p=10-f-10 Ом-м. На полярограммах рис. 3 показан характер проводимости дважды дистиллированной (кривая 2) и водопроводной (кривая 1) воды. Полярограммы дают наглядную картину о влиянии химических растворенных в воде примесей на характер проводимости воды в электрическом поле. Водопроводная вода имеет нелинейную зависимость проводимости от приложенного напряжения. Нелинейность определяется протеканием электрохимических реакций в процессе электролиза при полярографироваиии. Будучи электролитом, вода растворяет многие кислоты, основания, минеральные соли. Такие электролиты проводят электрический ток благодаря диссоциации растворенных веществ с образованием гидратированных ионов. В виде ничтожных примесей вода присутствует во всех без исключения органических веществах, в любом их состоянии и способна резко изменять физические константы последних. Благодаря высокой растворяющей способности воды получить ее в чистом виде весьма трудно. Обычно мерой чистоты воды служит ее электропроводность. Дистиллированная вода, полученная перегонкой обычной воды и даже дважы перегнанная, имеет электропроводность на два поридка выше, чем абсолютно чистая вода. Наиболее чистую воду получают синтезом из тщательно очищенного кислорода и водорода в специальных установках. Размер молекул воды значительно меньше, чем межмолекулярные пространства в структуре диэлектрических материалов. Так, микропоры в керамике имеют размеры приблизительно 10- м, капилляры в волокнах целлюлозы 10- м, межмолекулярная и внутримолекулярная пористость полимеров составляет до 10- м, тогда как размер молекулы воды примерно равен 3-10 .м, т. е. вода практически может проникать всюду. Этим объясняется трудность разработки защиты от влаги на основе полимеров. Способность всех полимерных органических материалов поглощать (сорбировать) воду вызывает, как правило, ухудшение практически всех важных 12°* И
Рис. 3. Полярограммы воды. 1 - водопроводной; 2 - дистиллированной. 0 1 [2] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||