1 概述
環(huán)境是在任何時(shí)間和地點(diǎn)所存在的或所遇到的條件的總和，環(huán)境條件包括自然環(huán)境條件和應(yīng)用環(huán)境條件。這種條件既可以是自然的，也可是誘發(fā)的。弄清楚環(huán)境條件，包括環(huán)境因素、環(huán)境的嚴(yán)酷程度等級(jí)、環(huán)境的影響等，對(duì)我們開展可靠性試驗(yàn)有很大的幫助。這里介紹了各種自然環(huán)境條件對(duì)電子電工產(chǎn)品的影響以及部分自然環(huán)境的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)進(jìn)行可靠性試驗(yàn)有比較大的幫助。
2 環(huán)境參數(shù)的分類
環(huán)境參數(shù)分為自然環(huán)境條件和應(yīng)用環(huán)境條件。
1）自然環(huán)境條件包括下面幾種類型：
（1）溫度和濕度；
（2）海拔與氣壓、水深與水壓；
（3）生物；
（4）太陽輻射和溫度；
（5）降雨和風(fēng)；
（6）塵、沙、鹽霧。
2）應(yīng)用環(huán)境條件類型：
（1）存儲(chǔ)；
（2）運(yùn)輸；
（3）有氣候防護(hù)場所固定使用；
（4）地面車輛使用；
（5）攜帶和非固定使用；
（6）產(chǎn)品內(nèi)部的微氣候。
3 自然環(huán)境條件對(duì)電子產(chǎn)品的影響
3.1 溫度和濕度的影響
存儲(chǔ)是指在工業(yè)貨倉、零售商業(yè)庫等典型的倉庫中存放。倉庫的類型包括成品庫、半成品庫、元器件庫、中轉(zhuǎn)庫等。倉庫的建筑物條件包括有或無空調(diào)的一般庫房、廠房結(jié)構(gòu)庫房、棚庫、洞庫、地下倉庫以及露天庫等。但不包括火災(zāi)、爆炸、核輻射及其他意外事故所造成的環(huán)境。也不包括產(chǎn)品
及包裝箱內(nèi)部的微氣候條件及存儲(chǔ)期間的運(yùn)輸條件。
高低溫環(huán)境存儲(chǔ)試驗(yàn)的設(shè)計(jì)主要是考慮電子產(chǎn)品在上述的環(huán)境中長期存儲(chǔ)時(shí)對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、外觀或基本性能的影響。
高低溫存儲(chǔ)試驗(yàn)最主要的是針對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和外觀以及工藝而設(shè)計(jì)的，比如結(jié)構(gòu)件是否變形、生銹、脫落等問題，由于任何物體都存在熱脹冷縮的現(xiàn)象，存儲(chǔ)后產(chǎn)品內(nèi)部是否會(huì)因?yàn)椴煌奈矬w由于熱脹冷縮系數(shù)不同導(dǎo)致拉傷，性能變差等，進(jìn)而影響產(chǎn)品的性能。
因此在高低溫存儲(chǔ)試驗(yàn)后要重點(diǎn)關(guān)注產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、外觀、產(chǎn)品內(nèi)部各部件的連接以及產(chǎn)品的基本性能是否變化等。高低溫存儲(chǔ)試驗(yàn)要保證一定的時(shí)間，否則對(duì)于生銹或其他化學(xué)反應(yīng)引起的問題就不可能充分暴露。
環(huán)境溫度對(duì)電子產(chǎn)品影響是電子產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)時(shí)最需要考慮的影響因素。
我們所使用的任何元器件的性能指標(biāo)都是與溫度有關(guān)的，如電解電容、鉭電容等電容的電容量隨溫度的降低而減小，ESR隨溫度的降低而升高；
集成電路或三極管的PN 結(jié)導(dǎo)通壓降隨溫度的升高而降低等。
在低溫工作試驗(yàn)時(shí)要重點(diǎn)檢查產(chǎn)品在一定的低溫環(huán)境中各項(xiàng)指標(biāo)、功能是否依然滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2 氣壓與水壓對(duì)電工電子產(chǎn)品性能的影響
在海平面處的標(biāo)準(zhǔn)氣壓平均值是101.325kPa，而實(shí)測在91%耀107%之間波動(dòng)。根據(jù)試驗(yàn)研究，結(jié)果表明低氣壓對(duì)產(chǎn)品的某些電氣性能有較明顯的影響，往往是不容忽視的，應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施，主要有下面幾種。
1）隨著氣壓的降低，致使電工產(chǎn)品的電暈（起始及消失電暈）電壓減小，外絕緣電氣強(qiáng)度也降低。一般情況下，電工產(chǎn)品在海拔0耀5 000 m范圍內(nèi)，氣壓每降低12%（相當(dāng)于海拔增高1 000 m），其電暈電壓和外絕緣電氣強(qiáng)度降低8%耀13%。航空電器和電子產(chǎn)品也有類似現(xiàn)象存在。
2）隨著氣壓的降低，空氣密度也相應(yīng)減小，致使散熱能力下降，導(dǎo)致以自然對(duì)流、強(qiáng)迫風(fēng)冷或空氣自然散熱為主要散熱方式的產(chǎn)品溫升增高。一般情況下，電工產(chǎn)品在海拔0耀5 000 m 范圍內(nèi)，氣壓每降低12%（相當(dāng)于海拔增高1 000 m），其溫升增高3%耀10%。航空電器和電子產(chǎn)品也有類似現(xiàn)象存在。
3）氣壓降低，以自由空氣為滅弧介質(zhì)的開關(guān)電器產(chǎn)品的通斷能力和電壽命受到一定的影響。
4）氣壓降低或增高和水壓增大，都會(huì)使產(chǎn)品的密封容器內(nèi)外壓力差增大，容易引起氣體或液體從密封容器的密封結(jié)合處向外泄漏或向內(nèi)滲透，甚至可能引起容器破裂。對(duì)電源和變頻器產(chǎn)品來說，主要是電解電容存在此類危險(xiǎn)。
5）氣壓降低，會(huì)使某些材料中含有的填料和溶劑物質(zhì)加速揮發(fā)或蒸發(fā)，促使材料加速老化失效。
3.3 生物對(duì)電子產(chǎn)品的影響
生物對(duì)電工電子產(chǎn)品危害，主要是對(duì)包裝和結(jié)構(gòu)的影響較大。主要體現(xiàn)在生物進(jìn)入產(chǎn)品內(nèi)部，對(duì)產(chǎn)品的性能和功能造成危害，甚至?xí)?dǎo)致產(chǎn)品失靈。尤其是高壓設(shè)備，要注意生物的危害。
3.4 太陽輻射與溫度
太陽輻射對(duì)電子產(chǎn)品的影響是作為戶外產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，一般適用于海拔高度低于5 000 m的地區(qū)。
太陽輻射的危害主要是引起戶外產(chǎn)品溫度的升高。
太陽對(duì)地表某處的相對(duì)位置，變化在0毅耀90毅之間。0毅時(shí)（日出或日落），輻射量最弱，趨近于0；90毅時(shí)（中午）太陽直射，輻射最強(qiáng)。當(dāng)太陽輻射垂直于地面時(shí)，單位面積上在單位時(shí)間內(nèi)接受的太陽能（熱能）為最大。如無大氣，且太陽與地球之間處于平均距離時(shí)，此值為太陽常數(shù)，其近似值為1.37 kW/m2（1.96 cal/（cm2·min））。但由于太陽與
地球間的距離在一年期間是周期性地變化著，因而太陽常數(shù)在不同月份里是不同的，如1 月的近似值為1.41 kW/m2（2.02 cal/（cm2·min）），7 月的近似值為1.32 kW/m2（1.89 cal/（cm2·min））。也就是說，在太陽垂直照射時(shí)，1 m2的面積接受的太陽輻射功率大于1.3 kW，但由于受到大氣中的水氣、塵埃的散射作用，在空氣比較干凈的條件下，每1 m2的面積接受的太陽輻射功率仍大于1.1 kW。太陽輻射的危害一個(gè)是引起產(chǎn)品發(fā)熱，另外一個(gè)是光的老化作用降低產(chǎn)品的壽命，尤其是塑料制品，因此，戶外產(chǎn)品應(yīng)減少塑料的使用含量。
3.5 降水和風(fēng)的影響
降水和風(fēng)的危害主要是增加設(shè)備內(nèi)部的濕度，降低設(shè)備的絕緣等級(jí)，甚至造成設(shè)備的性能降低和功能失效，如果防護(hù)不好，更會(huì)造成設(shè)備的永久損壞。
3.6 塵、沙、鹽霧的影響
1）塵進(jìn)入密封容器和封閉體中，使電氣性能劣化，例如接觸失效，接觸電阻改變，電位器的軌道電阻變化。
2）引起運(yùn)動(dòng)的軸承、車軸、旋鈕和其他運(yùn)動(dòng)部件磨損或故障。
3）表面發(fā)生剝蝕（侵蝕、腐蝕）。
4）熱傳導(dǎo)率降低。
5）導(dǎo)致工作的通風(fēng)孔、套管、導(dǎo)管、濾清器、孔等阻塞。
6）高速運(yùn)動(dòng)（如沙暴）時(shí)產(chǎn)生靜電，影響通訊系統(tǒng)。
7）積存的塵和沙與其他環(huán)境因素（如水蒸氣）結(jié)合，可能對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，如發(fā)生腐蝕和長霉，濕熱大氣與具有化學(xué)侵蝕性的灰塵結(jié)合時(shí)，會(huì)引起腐蝕。在大氣中含有鹽霧時(shí)會(huì)引起類似影響。還存在離子傳導(dǎo)和腐蝕性灰塵（如消冰鹽等）的作用。

4 自然界最高和最低溫度的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)
我國的溫度和濕度統(tǒng)計(jì)如表1 所列。
世界范圍內(nèi)的溫度和濕度統(tǒng)計(jì)如表2 所列。