典型试件霉菌环境适应性分析

于丹 姜玉峰 姜淑敏 张国林 王贺龙

摘要：对航天产品中常用的某几种试件，通过霉菌环境鉴定试验，检测试件抗霉菌的能力和在有利于霉菌生长的条件下试件是否受到霉菌的有害影响，并通过实际试验结果给出产品使用建议。

关键词：试件;霉菌鉴定试验;环境适应性

0    引言

霉菌是在自然界分布很广的一种微生物，它广泛存在于土壤、空气中。微生物劣化作用会随温度和湿度的变化而改变，并且与湿热带和中纬度地区条件密不可分，霉菌生长会改变装备的物理性质而削弱装备的功能或影响使用，因此在设计装备时应给予考虑。为确定产品抵抗霉菌的能力及霉菌对产品使用、贮存和性能的影响，按照《军用装备实验室环境试验方法 第10部分：霉菌试验》（GJB 150.10A—2009）要求开展了试件的霉菌试验，结合实际霉菌鉴定试验中出现的问题，分析问题产生的机理，并针对试件使用提出改进措施。

1    试验现象

试件按要求进行霉菌鉴定试验，试验完成开箱后，经试验人员检查发现导电胶垫、圆形导电屏蔽条、壳体外表面等部分试件长霉等级超过2级。发生问题产品信息如表1所示。不合格试件试验后照片如图1所示。

2    腐蚀原因分析

2.1    工作机理

插座导电垫用于圆型连接器与壳体之间接缝处的电磁屏蔽和密封，材料为Ag/Al银铝硅橡胶。试验中所使用的插座导电垫均为158厂连接器的配件，由158厂提供。

传感器插座导电垫采用明德公司的导电橡胶衬垫，牌号为ECEO-0020-100-81，材料为Ag/Al银铝硅橡胶。

圆形导电屏蔽条主要用于壳体与壳体之间接缝处的电磁屏蔽和密封。本试验中圆形导电屏蔽条，材料为Ag/Al银铝硅橡膠，型号为海克赛德HTDO-0125-89。

壳体材料为铝合金7075，表面采用导电氧化处理，外露表面刷涂聚氨酯清漆TS01-3（津Q/HG 4946—95）。

试件表面状态如表2所示。

2.2    腐蚀原因分析

158厂连接器的配件插座导电垫及明德公司的ECEO-0020-100-81传感器插座导电垫，经与厂家沟通，材料本身具有霉菌防护能力，且导电胶垫通过了补充霉菌试验考核。经查，第一次准备试验件时，试验件由生产处库房员交给装配人员，装配人员领回放置在装配现场（未装入真空塑料袋），后由工艺人员取回交给设计人员，而补充试验的试验件直接由设计人员从生产库房领出（装入真空塑料袋）。虽然两次试件在试验前均进行了清洗，但由于导电胶垫本身为非金属，材质较软，表面不紧密，无法完全清洗干净，因此导致导电胶垫霉菌腐蚀的故障模式只有一种，即试件表面由于多人传递、且在装配现场放置过，导致试件表面存在汗液、油脂等有机物，从而造成长霉超差。

圆形导电屏蔽条选用海克赛德HTDO-

0125-89。经与厂家沟通，导致导电密封材料试件霉菌腐蚀的故障原因只有一种，即这类产品的选型为普通型产品，不满足霉菌防护要求。

导致壳体涂覆三防漆试件霉菌腐蚀的原因共有3种，故障树如图2所示。

2.2.1    X1：聚氨酯清漆不适应霉菌环境要求

聚氨酯清漆TS01-3是一种特殊配方的三防漆，用于保护设备免受环境的侵蚀，其固化后形成一层保护膜，具有优越的防潮、防霉菌、防盐雾性能。因此，该故障模式可排除。

2.2.2    X2：试验过程操作对产品表面漆层损伤

试件在霉菌试验前对产品表面进行了清洗，清洗方法符合试验大纲要求，且在霉菌试验前检查产品表面漆层完好，此故障模式可排除。

2.2.3    X3：聚氨酯清漆未完全固化

一同进行霉菌试验的有多个壳体试件，表面均刷涂了聚氨酯清漆TS01-3，试验后部分壳体试件霉菌结果合格，有些霉菌结果不合格。通过复查发现，由于产品分工不同，部门间壳体表面刷漆的工艺方法也有所不同，有些壳体清漆调配时加了稀释剂二甲苯，有些配漆时未加稀释剂，未加稀释剂的清漆比较粘稠，刷涂时漆层厚度相对较厚，二者均采用常温固化的方式放置了24 h，之后交付进行霉菌试验。未加稀释剂壳体表面漆层较厚，未完全固化，导致清漆防霉性能下降。因此，该故障模式不可排除。

3    腐蚀机理分析

聚氨酯清漆TS01-3是一种特殊配方的三防漆，用于保护设备免受环境的侵蚀，其固化后形成一层保护膜，具有优越的防潮、防霉菌、防盐雾性能。霉菌的有利生长环境为有机物，聚氨酯清漆的成分1为异氰酸酯，成分2为含有羟基的醇酸树脂，均为有机化合物，在未完全固化时有利于霉菌的生长。

正常条件下成分1中的异氰酸酯和成分2中的羟基发生交联形成大分子的膜，反应式如下：

RNCO+R′OH→RNHCOOR′

若清漆固化时间不够，成分1和成分2均有利于霉菌的生长。比如：成分1在在低温环境下会与水反应，导致生成其他物质，反应式如下：

2RNCO+H2O→RNHCONHR+CO2

圆形导电橡胶屏蔽条为Ag/Al银铝硅橡胶。这种材料是将细小的导电颗粒按一定比例填充于硅橡胶中，在实现高导电性能的同时，也能保持橡胶的各种特性，使其同时满足环境密封和电磁屏蔽要求。通过调整自身材料的配比，可以实现满足不同霉菌级别的需求。在研制初始时，未选用可满足2级霉菌要求的型号。

人体的汗液、油脂等有机物，同样有利于霉菌的生长。在试件领出、放置及传递过程中，由于人员直接用手接触材料，且未装入真空塑料袋中，使材料表面沾染汗液、油脂等有机物。

4    后续采取措施及验证

4.1    采取措施

壳体重新选取试件，按照加入二甲苯稀释剂的方式重新刷漆，完全固化后交付进行补充霉菌试验。

圆形导电屏蔽条，由海克赛德提供了M2型防霉菌圆形导电密封条试验样件。同时，沟通了多个其他厂家，取得了中石、泰派斯特、铭德等公司满足霉菌防护要求的圆形导电屏蔽条和导电胶垫试验样件。导电胶垫更换新的试验样件，设计人员直接从库房领取且装入真空塑料袋运输，交付进行补充霉菌试验。

4.2    措施验证情况

为验证采取措施有效性，在中航工业某所开展环境鉴定霉菌补充试验。目前补充霉菌试验已完成，重新刷涂聚氨酯清漆TS01-3的壳体长霉结果合格，泰派斯特普通型的圆形导电屏蔽条长霉结果合格，导电胶垫长霉结果合格，中石普通型的导电胶垫长霉结果合格。

5    结语

通过试件霉菌试验结果分析可知，在产品选型时应根据实际使用工况充分考虑产品的抗霉菌能力，对于需要表面处理的产品，应充分掌握表面处理工艺方法，严格按照工艺要求进行表面处理操作，避免因工艺处理方法不当对产品霉菌试验结果产生影响。

[参考文献]

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[2] 曹清河.非金属材料及电子元器件霉菌试验方法研究[J].宇航材料工艺，1984（4）：41-48.

[3] 赵立华，段渝平.高强度合金结构钢与高强度铝合金防护层的耐霉性研究[J].装备环境工程，2015（4）：82-88.

[4] 张冰，周丽君.微型控制电机湿热、盐雾、霉菌试验[J].控制微电机，1976（S1）：28-44.

收稿日期：2020-04-13

作者简介：于丹（1987—），女，陕西渭南人，硕士，工程师，研究方向：中大功率机电伺服系统。