涂 料 漆膜外观（失光、变色、粉化、起泡、脱落、生锈、长霉等）、击穿电压、介电损耗、表面电阻、体积电阻（电性能对绝缘材料） 2．5．2 高分子材料的防老化
高分子材料的防老化可以从以下几方面采取措施：
1．添加防老化剂
防老化剂是一类能够防护和抑制光、热、氧、臭氧、重金属离子等外因对高分子材料产生破坏的物质。添加防老化剂可以改善材料的加工性能，延长材料的储存和使用寿命，方法简便而效果显著，是当前高分子材料的防老化的主要途径。
2．物理防护
物理防护主要是在防护表面涂覆一层防护层，起阻缓甚至隔绝外因的作用。具体包括涂漆、金属喷涂、浸涂和涂布防老化剂等。
3．合理选材
根据零件的使用环境条件，选择相应的耐老化材料。例如，对于室外使用的塑料制品，可选用聚碳酸脂、改性聚苯已烯、有机玻璃、氟塑料等耐气候材料。
4．改进成型工艺和后处理工艺
改进成型加工和后处理工艺也是提高高分子材料制品的质量和延长其使用寿命的方法之一。塑料制品成型前的原料干燥、增强材料（如玻璃纤维）的表面处理、冷却速度、成型后的热处理等，橡胶的塑练、混练、成型、硫化等工序，正确选择处理方法和合理确定工艺参数对防老化都具有重要作用。成型后的塑料制品中，或多或少都存在残余的内应力。如果内应力相当大，则会使塑料制品在使用过程中发生翘曲、龟裂和性能严重变坏，成型后进行退火热处理，可以消除残余内应力，预防过早产生开裂（特别是有金属嵌件的制品）。
46
第四章 电子设备的减振与缓冲
4．1振动与冲击对电子设备的危害
4.1.1 机械作用的分类
电子设备在使用和运输过程中，不可避免地会受到振动、冲击等机械力的作用，具体有以下四种类型。
1.周期性振动
这是指机械力的周期性运动对设备产生的振动干扰，并引起设备作周期性往复运动。
表征周期性振动的主要参数有：振动幅度和振动频率。
2.非周期性干扰——碰撞和冲击
这是指机械力在作非周期性扰动对设备的作用。其特点是作用时间短暂，但加速度很大。根据对设备作用的频繁程度和强度大小，非周期性扰动力又可分为：
（1） 碰撞 设备或元件在运输和使用过程中经常遇到的一种冲击力。这种冲击作用的特点是次数较多，具有重复性，波形一般是正弦波。
（2） 冲击 设备或元件在运输和使用过程中遇到的非经常性的、非重复性的冲击力。其特点是次数较少，不经常遇到但加速度大。
表征碰撞和冲击的参数：波形、峰值加速度、碰撞或冲击的持续时间、碰撞时间、碰撞次数等。
3.离心加速度
这是指运载工具作非直线运动时设备受到的加速度。
4.随机振动
47
这是指机械力的无规则运动对设备产生的振动干扰。随机振动在数学分析上不能用确切的函数来表示，只能用概率和统计的方法来描述其规律。随机振动主要是外力的随机性引起的，
4.1.2 振动与冲击对电子设备的危害
上述四种机械作用均会对电子设备造成影响，其中危害最大的是振动与冲击，如果结构设计不当，就会导致电子设备的损坏或无法工作。
它们造成的破坏主要有两种形式，其一是强度破坏：设备在某一激振频率下产生振幅很大的共振，最终振动加速度所引起的应力超过设备所能承受的极限强度而破坏；或者由于冲击所产生的冲击应力超过设备的极限强度而破坏。其二是疲劳破坏：振动或冲击引起的应力虽远低于材料的强度，但由于长时间振动或多次冲击而产生的应力超过其疲劳极限，使材料发生疲劳损坏。
振动和冲击电子对电子设备造成的危害具体表现在：
1．没有附加锁紧装置的接插装置会从插座中跳出来，并碰撞其他元器件而造成破坏。
2．电真空器件的电极变形、短路、折断；或者由于各电极作过多的相对运动而产生噪声，不能正常工作。
3．振动引起弹性元件产生变形，使具有触点的元件（电位器、波段开关、插头座等）产生接触不良或开路。
4．指示灯忽亮忽暗，仪表指针不断抖动（或指针脱落），使观察人员读数不准，视觉疲劳。
5．当零部件的固有频率和激振频率相同时，会产生共振现象。例如，可变电容器极片共振时，会使电容量发生周期性变化等。
6．安装导线变形及位移，使其相对位置改变，引起电感量和分布电容发生变化，从而使电感电容的耦合发生变化。
7．机壳和基础变形，脆性材料（如玻璃、陶瓷、胶木、聚苯乙烯）断裂。
48
8．防潮和密封措施受到破坏。
9．锡焊和熔焊处断开，焊锡屑掉落在电路中间而造成短路故障。 10．螺钉、螺母松开甚至脱落，并撞击其它零部件，造成短路和破坏。有些用来调整电气特性的螺丝受振后会产生偏移。
由此看出，振动与冲击对电子设备的影响是多方面的，一般振动引起的是元器件或材料的疲劳损坏，而冲击则是由于瞬时加速度很大而造成元器件或材料的强度破坏；振动引起的故障约占80%，冲击引起的故障约占20%。
4．2减振和缓冲基本原理
为了减少或防止振动与冲击对电子设备的影响，通常采取两种措施：a) 通过材料选用和合理的结构设计，增强设备及元器件的耐振动耐冲击能力；b) 在设备或元器件上安装减振器，通过隔离振动与冲击，有效地减少振动与冲击对电子设备的影响。
4.2.1隔振的基本原理 1.振动系统的组成
机械振动是物体受交变力的作用，在某一位置附近作往复运动。如电动机放在一简支梁上，当电动机旋转时，由于转子的不平衡，质量的惯性力引起电动机产生上下和左右方向的往复运动，当限制其左右运动时，就构成最简单的单自由度自由振动系统，其组成有振动物体m和弹性物体k，故又称为m-k系统。
2.隔振原理 隔振就是通过在设备或器件上安装减振装置，隔离或减少它们与外界间的机械振动传递。 （1）主动隔振与被动隔振
主动隔振——在振动物体与安装基础之间安装弹性支承即隔振器，减少机器振动力向基础的传递量，使振动物体的振动得以有效的隔离；这种对振动物
49
体采取隔离的措施称为主动隔振。一般情况下，风机、水泵、压缩机及冲床的隔振都是主动隔振。
被动隔振——在仪器设备与基础之间安装弹性支承即隔振器，以减少基础的振动对仪器设备的影响程度，使仪器设备能正常工作或不受损坏；这种对仪器设备采取隔离的措施，称为被动动隔振。一般情况下，仪器及精密设备的隔振都是被动隔振。
（2）隔振系数
真正危害电子设备正常工作的是受到的外部持续不停的机械作用，因为这种持续不停的机械作用补充了阻尼消耗的能量，使振动一直持续。因此，必须采取隔振措施，使这种持续不停的机械作用对设备的影响降到最小。 主动隔振系数：
设外力Ｆ０＝sin(ωt)垂直作用在物体Ｍ上，通过弹性与阻尼作用使基础同时受到弹簧力及阻尼力，此时物体同样也受到弹簧力及阻尼力，物体按一定的规律运动。把基础所受到的弹簧力及阻尼力的合力ＦＴ与作用在物体上的ＦＯ力相比，这个比值η称为隔振系数，用式(4.1)表示：
η＝ＦＴ／ＦＯ (4.1)
隔振系数的含义是：传到基础上的力是原振动力的百分之几。如果物体直接固定在基础上，那么振动力就全部传到基础上，此时ＦＴ＝ＦＯ，η＝１。所以，只有当η小于１时，才有隔振效果。 隔振系统的隔振系数可由下式计算：
η＝｛［１＋４ξ2（f／fo）２］／［１－（f／fo）２］２＋４ξ2（f／fo）２｝０．５ (4.2)
被动隔振系数：
振动来自基础，其运动用U=Uosin(ωt)表示，也是周期振动。与主动隔振一样，被动隔振也可用隔振系数η表示其隔振效果，它的含义是被隔离的物体
50
电子产品结构设计与制造工艺
