韩继先，于慧敏

(沈阳兴华航空电器有限责任公司，辽宁 沈阳 110144)



电连接器耐霉菌要求及试验方法探讨

韩继先，于慧敏

(沈阳兴华航空电器有限责任公司，辽宁 沈阳 110144)

阐述了霉菌的生长条件，指出营养物质是霉菌生长的基础。描述了霉菌在电连接器上的破坏作用及机理。通过对电连接器标准的分析对比，指出标准中关于耐霉菌性能规定存在的问题。按美军标的规定，列举出了不同耐霉菌性能的材料，并指出了对耐霉菌材料单独进行霉菌试验的误区。对比国内耐霉菌试验方法，总结了各试验方法的适用性及差异性，从而建议在设备和材料上采用不同的试验方法。

电连接器；耐霉菌；试验方法

电连接器作为基本的电子元器件，在各类电气设备和电子系统中能够形成电气连接和信号传递，是构成一个完整系统必不可少的电气元件。尤其是在军用设备中，电连接器的质量直接影响整体装备的性能。军用电连接器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，霉菌侵蚀就是其中一个重要影响因素，因此，耐霉菌要求是军用电连接器三防要求的重要组成之一，是重要的技术指标。

本文从电连接器产品的试验方法等角度出发，论述军用电连接器耐霉菌存在的问题。

1　霉菌生长条件及破坏作用

1.1生长条件

霉菌是自然界中的微生物，其孢子微小，可在空气中浮动，空气中应用的设备、元器件和材料等可能会受到孢子的污染，在合适的温湿度条件下，孢子会繁殖成霉菌。

霉菌生长所需的营养物质是产品长霉的基础，各种微生物对营养物质要求千差万别，霉菌所需的营养物质主要包括碳素化合物、氮素化合物、水分、无机盐类和生长素等。

霉菌的生长不仅需要营养物质，而且与温度、湿度和氧气等因素密切相关。温度在25～35 ℃、相对湿度在90%～100%的条件最适宜霉菌生长；当相对湿度降至80%～85%，霉菌生长变得缓慢甚至停滞[1]。

1.2破坏作用

霉菌在代谢过程中，会分泌出大量酵素和有机酸，从而对材料进行破坏。

随着塑料、橡胶、涂料和密封材料等有机高分子材料在军用电连接器上的应用越来越多，霉菌对电连接器的腐蚀和破坏影响也日益突出。霉菌对武器装备的影响机理包括破坏效应、物理效应和健康美学效应等3个方面[2]，对电连接器的破坏作用主要表现在如下几点：1)对电连接器中的不耐霉菌材料直接侵蚀，从中吸取营养物质，促进生长，使基材分解；2)电连接器中的耐霉菌材料，主要是被霉菌分泌的代谢产物(如有机酸等)侵蚀，如金属腐蚀、玻璃蚀刻、塑料和其他材料着色或降解等；3)电连接器中的材料受霉菌作用，直接或间接导致电气或电子系统的损坏；4)装备长霉会导致人的生理问题，影响产品外观。

2　电连接器耐霉菌要求探讨

目前，占较大市场份额的符合美军标的电连接器国家军用标准见表1，该标准对于电连接器的耐霉菌性能提出了要求。

表1　部分电连接器标准中对于耐霉菌的要求

从表1可知，在以美军标为基础转化的国军标电连接器执行标准中，对耐霉菌要求只是在对电连接器所选用材料要求的条款中提出，而在电连接器成品性能中并未提及，同时在产品鉴定试验项目中也没有耐霉菌项目。在所列举的大多数标准中，仅有“质量保证规定”中对耐霉菌提出了验证要求。据此可归纳为如下几点。

1)只在材料要求中提出，在其他条款中未提及要求，即使在“质量保证规定”条款中提及，也是要求材料要符合相应要求。此类产品应认定为只要材料符合耐霉菌要求，而设备不再进行验证。如符合GJB598A—1996、GJB4337—2002和GJB7245—2011的产品。

该类电连接器成品不需进行耐霉菌考核，只要在产品设计之初，选择符合防霉要求的材料且需要时能提供相关验证报告即可。当然，材料达到耐霉菌要求是保证设备达到耐霉菌要求的基本条件。

2)既对材料进行要求，又在“质量保证规定”条款中要求取得防霉菌合格证书(如果没有特别指出，质量保证规定是针对整体电连接器的质量要求)，此类电连接器不但材料需要耐霉菌，整体也要达到耐霉菌要求。如符合GJB599A—1993、GJB1438A—2006的产品。

即使在电连接器设计时，选择耐霉菌的材料，也无法保证电连接器成品符合耐霉菌要求，因为在整个工艺过程中，零件可能会受到污染，降低材料的耐霉菌性能；因此，在电连接器进行全项目试验时，整体进行耐霉菌性能测试也是有必要的。这不但验证所用材料的耐霉菌性能，也是验证产品结构设计合理性的检测手段。

3)美军标中有对整体产品的耐霉菌性能存在要求，而在转化为国军标时，该要求去除或进行更改。如符合GJB598A—1996、GJB2446—1995的产品。

4)产品标准在规定耐霉菌要求时，规定的耐霉菌等级不明确；同时，采用的验证标准也存在一定的争议。

电连接器作为电子元器件的一种，种类繁多，且多以系列形式存在，同系列的电连接器结构、材料和工艺均相同，只存在尺寸差异。即使不同类产品，由同一生产单位生产制造，在材料的选择方面也存在相似之处；因此，在耐霉菌指标上，如果以材料验证为主，装备次之，这样同种材料的耐霉菌报告可在多种产品上通用，不但质量可控，而且可以大幅降低生产成本和管理成本。即使对电连接器成品进行验证，同类型产品，即结构、材料和工艺均相同，可选一典型产品作为代表，其耐霉菌验证可覆盖整系列产品。耐霉菌试验应由专业人员和设备进行操作，费用昂贵，出于降耗和环保角度考虑，应该采用有效可行的方式进行该项检测。

3　材料的耐霉菌性能探讨

美军标MIL-HDBK-454B的准则4中，列出了耐霉菌和不耐霉菌这2类材料(见表2)，并明确指出，选用耐霉菌材料时，在应用前不需要做耐霉菌验证。

表2　材料耐霉菌性能

注：带“*”号数据显示在特定条件下可被微生物侵蚀，但在军工应用方面，它属于耐霉菌材料一类。

从表2可以看出，耐霉菌性能好的材料集中在金属、无机材料和部分有机材料，而不耐霉菌材料全部是有机材料，这主要是因为有机材料为霉菌的生长提供了营养物质。

在进行耐霉菌验证时，笔者认为还存在1个误区：当对一些明显耐霉菌材料(如金属、陶瓷和玻璃等)制成的零件单独进行检测时，在此类材料的成分中，不含有霉菌赖以生存的营养物质，霉菌无法生存；但其表面如受霉菌影响，使其在制造、贮存、运输和使用期间其表面积聚灰尘，沾染油污、汗迹和其他污秽物，霉菌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他代谢产物，从而破坏和损伤材料[3]。零件表面的外来物质在实际生产和应用过程中不可避免，且来源、种类随机性大，不可复现，因此，单独对耐霉菌材料进行验证无实际指导意义。但在电连接器产品整体进行耐霉菌试验后，应对金属、无机材料等霉菌惰性材料进行检查，因为在不抗霉菌的其他材料上繁殖的霉菌，会分泌出各种有机酸类物质和其他代谢产物，对材料和产品造成明显的破坏或损伤。

4　耐霉菌试验方法探讨

电连接器的标准规范中关于对产品整体和材料耐霉菌性能的验证方法，内容不尽相同，而且差异较大。对目前国内标准中，进行耐霉菌验证的标准要求进行了对比(见表3)。

通过对比可知，在所列的几种试验方法中，霉菌试验的温度大多选取24～30 ℃，相对湿度大多选取95%±5%。这是因为大多数霉菌生长的理想条件是温度为18～35 ℃，相对湿度为90%～100%。同时，为保证试验箱内的温湿度均匀和不影响霉菌生长，多数均对风速进行了控制，且在满足试验箱(室)内温湿度平衡要求的前提下，尽量采用较小风速[4]。GJB150.10—1986和HB5830.13—1986的试验条件相同，对温湿度进行了分阶段调整，应该是考虑到了霉菌生长不同阶段的条件变化，为霉菌的生长提供最佳的环境条件。但是在GJB150.10A—2009中将条件进行了调整，这是因为在合适温湿度范围内的条件变化，对霉菌的生长整体影响不明显。因此，从试验条件上来说，4种试验方法具有一定的通用性。

菌种是霉菌试验中一个至关重要的因子，合理的选取试验菌种，是保证霉菌试验有效性的一个关键因素[5]。在菌种选取方面，应着重考虑分布范围广，比较稳定，长期以来在设备和材料上出现频率高，对所有材料具有较强的侵蚀性或对某种材料具有较强侵蚀性。因此，适用于不同环境下的试验方法所选择的菌种具有区域性，比如适用于舰船电子设备的元器件及材料的GJB4.10—1983中所选的菌种，就是根据我国沿海实际菌种收集分离的结果。黑曲霉、黄曲霉、杂色曲霉、绳状青霉和球毛壳霉等5种菌种具有代表性，在世界范围内分布广泛，具有稳定的形态特征。在最新版的美军标MIL-STD-810G中，仍然选用此5类菌种。另外，根据设备长期所处环境的不同，可以增加其他菌种，新版GJB150.10A—2009中就增加了1组菌种供选择(见表3)。

在很多电连接器的标准中均提到按GJB150.10的规定对材料进行验证，但此点是不合适的，因为等效于MIL-STD-810的GJB150.10—1986的适用对象是“军用设备”，而不适用于材料，特别是在GJB150.10A—2009中对此进行了明确的限制规定。基体材料的检测应采用其他材料检测方法，如土埋、纯培养、混合培养和平板试验等方法[6]，但笔者认为该类试验方法适合对材料基本耐霉菌性能的确定，而不适合于材料应用过程中的检测，因为材料在成型装配成产品后，要受到外壳等结构零部件的防护，而该类试验方法过于严格，应选择与设备整体使用环境条件相近的试验方法进行考核。

在美军标中，分别有专用于材料或设备的霉菌试验标准，而国内目前还不完善，虽然个别标准包括材料试验，但也有应用限制。如GJB4.10—1986虽然包括对材料的检测，但其限制在“舰船用电子设备上的材料”，且菌种较多，同时不完全包含典型的5种菌种，不具有典型性。表3中提到的HB5830.13 —1986做了适用于材料试验的规定，菌种的选择与国军标和美军标相符，具有代表性，再对试验条件进行稍加调整，适用范围放宽，可以作为通用要求在大范围内推广应用。

表3　国内耐霉菌试验方法对比

5　结语

综上所述，可以得出如下结论。

1)部分军用电连接器执行的标准在耐霉菌指标方面规定不清晰，未明确该要求是针对材料还是针对产品整体，存在的争议导致实际操作具有难度。

标准在修订时应考虑到性能、成本和环保等多方面，不应一蹴而就。

2)目前，材料耐霉菌的试验方法多借用设备的考核方法，急需完善形成独立的标准，以适合相同条件下原材料的应用考核要求。

3)单独对金属、无机材料等耐霉菌材料进行检测无实际意义。

4)就目前电连接器耐霉菌考核而言，整体设备推荐采用GJB150.10A—2009进行验证，原材料推荐采用HB5830.13—1986进行验证。

[1] 陈丹明，傅耘，祝耀昌,等.防霉技术在产品寿命期中的应用[J].航天器环境工程，2008，25(5)：474-478.

[2] 王丽.霉菌试验及其标准介绍[J].航空标准化与质量，2001(3)：38-42.

[3] 陈丹明,李金国,苏兴荣,等.军用电子装备的防霉[J].装备环境工程，2006，3(4)：78-81.

[4] 金月.霉菌试验方法的对比分析[J].环境技术,1998(5)：19-21.

[5] 李果.两种霉菌试验标准的剖析和试验结果的比较[J].环境技术,2008(4)：6-11.

[6] 中国人民解放军总装备部电子信息基础部.GJB150.10A—2009 军用装备试验室环境试验方法 第10部分：霉菌试验[S].北京：总装备部军标出版发行部，2009.

责任编辑郑练

StudyontheFungusResistanceRequirementsandtheFungusTestMethodoftheElectricalConnector

HANJixian,YUHuimin

(ShenyangXinghuaAero-electricApplianceCo.,Ltd.,Shenyang110144,China)

Thegrowthconditionsofmouldarestated,andthepreconditionofthegrowthofthemouldispointedout.Thedamageeffectandmechanismofmoldonelectricalconnectorisdescribed.Throughtheanalysisandcomparisonoftheelectricalconnectorstandard,thestandardispointedoutthattheproblemoftheexistenceoftheresistancetothemouldisstated.AccordingtotheprovisionsoftheU.S.militarystandard,listoutthedifferentresistancetotheperformanceofthematerial,andpointoutthattheindividualoftheresistancetomoldmaterialvalidationerrors.Tocomparetheapplicabilityandthedifferenceofthetestmethod,andsuggestthatthedifferentequipmentandmaterialsshouldbeusedindifferenttestmethods.

electricalconnectors,fungusresistance,testmethod

V216.5

B

韩继先(1977-)，男，高级工程师，工程硕士，主要从事新材料应用等方面的研究。

2015-12-17