浅谈电子产品结构中的三防设计
浅谈电子产品结构中的三防设计
发表时间:2017-11-21T09:34:39.120Z 来源:《电力设备》2017年第20期作者:李财忠[导读] 摘要:在电子工业中,三防设计是指防潮湿、防盐雾、防霉菌设计。
(南京国睿微波器件有限公司 210063)
摘要:在电子工业中,三防设计是指防潮湿、防盐雾、防霉菌设计。
潮湿、盐雾和霉菌会腐蚀和破坏材料,导致产品的电气性能下降,机械强度降低,严重时会导致设备功能失效。
尤其是在户外使用的电子设备必须具备三防设计才能保证其正常工作,三防设计在工业实际应用中意义重大。
关键词:三防设计;密封;防水透气
一、潮湿、盐雾、霉菌对电子设备的破坏
1.潮湿对设备的影响
潮湿是电子设备损坏变质的主要因素之一,它会对机械性能和电气性能产生破坏。
湿气往往溶解有氯化物、硫酸盐和硝酸盐等,能引起或加剧金属的腐蚀。
降低绝缘材料和电路板的绝缘电阻,增大介质损耗角的正切值,潮湿还为霉菌的生长提供了有利条件。
2.盐雾对电子设备的破坏
盐雾的成分主要是NaCl和MgCl2, NaC1和MgCI2的显著特点是能从相对干燥的大气中吸附水分,当物体表面附着这些含盐水分时,就会长期保持潮湿状态,除自身对金属的腐蚀作用外,还加剧了潮湿的破坏作用。
盐雾也是电子设备损坏变质的一个重要原因, 3.霉菌对电子设备的影响
霉菌是单细胞真菌,大多数霉菌能在温度26~32℃,相对湿度85°以上的环境中大量繁殖和生长。
霉菌能够在暴露于空气中的大多数有机材料表面上生长,而且霉菌是潮湿的,当其跨过绝缘表面而繁殖时.可能引起短路。
霉菌的侵蚀是电子产品失效的又一个不可忽视的因素。
一个电子产品的三防性能,主要从两方面判断,一是所用零部件本身是否具备良好的三防性能,二是各零部件组装结合部分是否有可靠的三防结构设计,两者均做的到的产品才具有良好的三防性能。
二、零部件本身的三防性能
1.选择耐蚀材料及表面处理,有些材料本身具有良好的三防性能,比如不锈钢SUS316,有些材料本身三防性能一般,但进行特定的表面处理后具有良好的三防性能,像铝合金、镁合金、一般钢板本身三防性能一般,但可在表面进行有机涂覆处理,处理后的零件三防性能良好,选择合适的材料及表面处理方式是保证三防性能的基本所在。
2.避免采用易积存腐蚀介质、雨水或冷凝水的结构,采用各种行之有效的结构设计措施进行排水、排液,减少腐蚀机会。
3.结构表面的形状应简单,过渡光滑合理,应避免结构过分复杂,随意组合的表面形式会使腐蚀风险增大。
4.当不同金属连接时,要考虑电偶腐蚀[1]的影响。
裸露表面的两种金属的电极电位差值应控制在0.25V以内。
5.进行预防应力腐蚀、腐蚀疲劳的设计,采取适当的工艺措施消除内应力。
宁可让结构件直接受拉或压,而不使其受弯或扭。
6.选择易于镀覆的几何形状,零件边缘处应设计足够的工艺圆角,以利于获得厚度适当、附着牢固的防腐蚀涂层。
三、零部件结合部分的三防结构设计
零部件结合部分的三防一般设计成密封结构,可采用三防性能比较好的密封胶或者密封圈的方式进行防护,灌胶比较简单,下面着重谈下,使用密封圈进行防护时的结构设计方法。
1.密封圈的选择
●密封圈一般采用高撕裂性能的硅橡胶,永久变形[2]不大于10%(永久变形量与胶条高度的比值)。
●密封圈一般常用截面形状为O型和D型,其他变种型号像含有导电屏蔽功能的双D型等均可参照设计这两种原型进行设计。
●非O型密封圈的设计,需要考虑放入沟槽是否会翻转,一般将宽度设计为高度的1.2-2倍。
●根据使用环境选择合适硬度的密封圈,以下是一些常用硬度的应用特点。
电子产品结构中的三防设计牵涉到材料、结构、工艺和技术管理等多个方面,必须在产品设计阶段就进行有效的三防结构设计。
既关注单个零部件本身的防护性能,同时还应该考虑其与本系统中其它零件相互之间的关系,即产品组装部分的防护设计是否可靠。
设计合理的结构形状并综合考虑产品的工作、运输及储存环境,应用先进技术、采用先进材料,精心设计,精心制造,只有这样才能提高其可靠性和环境适应能力。
参考文献:
[1]《电偶腐蚀影响因素研究进展》陈兴伟、吴佳
[2]《压缩永久变形与压缩应力松驰之比较》宫文峰
[3]《防水透气阀在通信设备行业的应用》刘应辉、张思东。
电子设备的三防设计
电子设备的三防设计防尘设计是指通过采用合适的密封材料和结构设计,防止物质进入设备内部,导致设备性能降低或故障。
在防尘设计中,需要考虑设备的散热和通风需求,确保设备在防尘的同时能够正常工作。
例如,可以采用防尘滤网或密封胶条等措施,阻止尘埃和颗粒物进入设备内部。
防水设计是指通过采用防水材料和结构设计,防止水分进入设备内部,以防止设备受潮、损坏或短路。
在防水设计中,需要考虑设备的各个接口和开口的防水性能,确保设备在受潮或水浸条件下能够正常工作。
例如,可以采用防水密封胶或防水塞等措施,阻止水分进入设备内部。
防震设计是指通过采用抗震材料和结构设计,防止设备在受到外界震动或冲击时受损或发生故障。
在防震设计中,需要考虑设备的各个部件和连接点的抗震能力,确保设备能够在震动环境下保持正常工作。
例如,可以采用减震橡胶垫或固定螺丝等措施,增加设备的抗震能力。
除了以上三个方面的设计,还可以考虑其他的三防要素,如防湿、防静电等。
防湿设计是指通过采用防潮材料和结构设计,防止设备在潮湿环境下受潮或发生腐蚀。
防静电设计是指通过采用防静电材料和结构设计,防止设备在静电环境下积电或发生放电。
这些设计都是为了增加设备的稳定性和可靠性,提高设备的使用寿命。
在实际的产品设计中,需要根据具体的应用场景和需求来确定三防设计的要求。
不同的电子设备具有不同的三防要求,需要根据环境和使用条件来进行设计和制造。
同时,与三防设计密切相关的还有测试和认证。
设备的三防性能需要通过相应的测试和认证来验证和确认,以确保设备具备防尘、防水和防震的能力。
总之,电子设备的三防设计是很重要的,它可以保证设备在恶劣的环境下正常工作,提高设备的可靠性和稳定性。
在实际的产品设计中,需要充分考虑设备的工作环境和使用条件,合理选择材料和采用适当的结构设计,以满足三防设计的要求。
通过三防设计,可以有效地保护设备,延长设备的寿命,提升用户的使用体验。
电子设备三防设计的理论及应用
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塑 料 喷 涂 也 是 常 用 的 I 艺 防 护 ; 电 子 工 业 常 用 的 绝 缘 密
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组 件 ,在 结 构 上 可 以 采 取 密 封 措 施 、效 果 更 好 。
1 % ~2 % , 当 相 对 湿 度 RH小 于 7 % 时 腐 蚀 很 慢 。 当 0 0 0
种 。 塑 料 封 装 是 把 零 件 直 接 装 入 注 塑 模 具 中 与 塑 料 制 成
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RH大 于 7 % 时 ,盐 类 发 生 潮 解 作 用 , 形 成 电解 液 膜 , 0 发 生化 学腐 蚀 ,因此 ,适当 控 制环境 温 度和 相对 湿度 , 可减 慢盐 雾的腐蚀 作用 。
1 “ 防 ” 设 计 的 基 本 概 念 三
所 谓 “ 防 ” 设 计 ,即 防 潮 湿 、 防 盐 雾 、防 霉 菌 。 三
预 期 的 环 境 条 件 和 “ 防 ” 等 级 , 提 出 需 解 决 的 关 键 性 三
技 术 和 新 材 料 、新 工 艺 项 目 ,使 “ 防 ” 设 计 落 实 到 可 三
电子产品三防等级划分
电子产品三防等级划分
1、在电子行业,“三防”一般是指对电子产品“防霉菌、防潮湿、防盐雾”。
2、电子仪器的防水级别反映了仪器防潮和防尘的能力。
电子产品的防水(Waterproof)是指防止水和潮湿的气体入侵的措施。
由于产品制造精度的不够,结构件的接触面之间总是存在缝隙。
此时,水在压差的作用下,就可能通过这些缝隙流至机体内部,造成锈蚀和短路等现象。
防水主要是利用密封(Airproof)材料封堵这些缝隙,使产品达到一定的防水效果。
5、IPXX等级中关于防水实验的规定(1)IPX1
(2)IPX2
(3)IPX3
(4)IPX4
(5)IPX5
(6)IPX6
(7)IPX7
(8)IPX 8
注意:另外,许多户外用电子产品也在强调漂浮能力。
电子设备三防结构与设计
电子设备三防结构与设计电子设备的三防结构和设计是指在电子设备制造中,为了提高设备的防水、防尘和防震能力而采取的一系列措施。
随着电子设备的广泛应用,对设备可靠性和稳定性的要求也越来越高,特别是在恶劣环境条件下的使用,如户外,工业等场合,电子设备必须具备良好的防护能力。
本文将详细介绍电子设备三防结构与设计的相关内容。
首先,防水是电子设备的重要需求之一、电子设备的内部电子元件、线路板和相关连接器等都非常敏感,容易受到水的侵蚀而损坏。
因此,在设计防水结构时,首先需要确保设备的外壳具有良好的密封性能,阻止水分从外部渗入设备内部。
常用的防水结构设计包括采用封闭式外壳和密封胶垫等。
其中,封闭式外壳一般采用金属材料,具有较高的强度和硬度,能够有效地抵抗外界环境的侵蚀。
而密封胶垫则可以在外壳的连接部位和开口处进行填充,形成一层保护膜,防止水分渗入。
其次,防尘是电子设备三防结构的另一个重要方面。
尘埃和微小颗粒的存在会导致设备的正常运行受到干扰,进而影响设备的使用寿命。
因此,在设计防尘结构时,需要考虑设备的内部结构以及外壳的密封性能。
常见的防尘设计包括设置过滤器和空气流道。
过滤器可以阻止尘埃和颗粒物进入设备内部,并且可以定期更换或清洁以保持其防尘效果。
而空气流道的设计则可以通过气流的流动来阻止尘埃的积聚,减少设备内部的尘埃含量。
最后,防震是电子设备三防结构中的另一个重要方面。
在移动设备或运动设备中,由于震动和冲击的存在,设备的电子元件和线路板容易受到损坏。
因此,在设计防震结构时,需要考虑设备的内部固定和缓冲装置的设计。
内部固定可以通过使用阻尼材料或合理安装元件来实现,减少元件在震动或冲击中的位移。
缓冲装置可以通过使用橡胶垫、弹簧等材料来实现,减少外界冲击对设备内部的传递,保护设备的电子元件和线路板。
综上所述,电子设备的三防结构与设计是在电子设备制造中必不可少的一环。
通过合理的防水、防尘和防震设计,可以提高设备的可靠性和稳定性,延长设备的使用寿命。
电子产品三防设计培训资料 (1)
防湿热、防霉菌、防盐雾腐蚀。 (简称:防潮、防霉、防盐雾或三防)
2。对三防定义的理解
1)国外通称为 防腐蚀 技术 2)“三防”的真实含义:
凡是由大气(候)环境或设备的平台环境而引起 的设备所有故障都属于“三防”防护的范畴。而不仅 限于防潮、防霉、防盐雾。
铝合金盖板与镀银件接触导致铝合金腐蚀。 镀银模块于铝合金底座接触,导致铝底座腐蚀。 镀银器件安装在铝合金面板上,湿热试验后导致铝面
板腐蚀,器件外壳改为镀镍后,通过试验。 SMA高频连接器,用镀锌螺钉,在湿热环境6个月后,
彩锌螺钉生锈,应选用不锈钢紧固件。
腐蚀案例
三防失效案例三:应力腐蚀
海军某舰,天线采用钢管焊接涂漆,二年后焊 接处锈蚀而断裂。
不受控的环境,偶尔会R.H 100%如 仓库,地下室,户外简单遮蔽等.
恶劣环境如:海上舰船,岛屿或距离海岸,盐碱
地3.7Km;冶炼,化工,皮革 厂1~3Km 受有害物质(酸,碱,盐。 SO2 H2S 等)侵蚀。
暴露在高真空和高辐射下.(高冲击、振动)
4.6.3 结构件分类-----按所处环境划分
1) “Ⅰ” 型表面和 “Ⅱ” 型表面
镉及其化合物
75
六价铬及其化合物
900
多溴联苯(PBB)及其衍生物如多溴联苯醚(PBDE)
多溴联苯氧化物(PBDO)
多氯联苯及其衍生物(PCTS)
900 5
6. 三防的主要案例
6.1 三防设计的重要性及典型案例分析.
根据多年的统计分析:
事故中属设计不当或设计错误占 80 % 由加工或工艺问题占20 %
4)环境适应性(Environmental adaptability)
三防技术分析与应用
三防技术分析与应用三防技术是指防尘、防水和防震技术。
随着电子产品的普及和高度依赖,人们对电子设备的功能和可靠性要求越来越高。
为了满足这些需求,三防技术被广泛应用于各种电子设备中,如手机、平板电脑、相机等。
本文将详细介绍三防技术的原理和应用。
首先,防尘技术是指通过设计和制造方法来防止灰尘和颗粒物进入电子设备内部。
灰尘和颗粒物的侵入可能会导致电子设备的故障和损坏。
为了防止这种情况发生,制造商通常采用密封设计、过滤器和密封材料等方法。
密封设计可以有效阻隔灰尘进入设备内部,过滤器可以过滤空气中的颗粒物,密封材料可以填充设备外壳的空隙,从而防止灰尘侵入。
防尘技术的应用范围非常广泛,包括手机防尘网、相机防尘套等。
其次,防水技术是指通过设计和制造方法来防止水分进入电子设备内部。
水分的侵入会导致电子设备的短路和氧化,从而导致设备无法正常工作。
为了防止这种情况发生,制造商通常采用密封设计、密封胶和防水材料等方法。
密封设计可以有效阻隔水分进入设备内部,密封胶可以填充设备外壳的空隙,防水材料可以在电子元件表面形成防水层。
防水技术的应用范围也非常广泛,包括手机防水配件、相机防水盒等。
最后,防震技术是指通过设计和制造方法来增强电子设备的抗震能力。
震动可以导致电子设备内部的元件脱落和破损,从而导致设备的功能和性能下降。
为了防止这种情况发生,制造商通常采用缓冲材料、防震胶和抗震设计等方法。
缓冲材料可以吸收震动的能量,防震胶可以固定电子元件,抗震设计可以减少设备受到的外界震动。
防震技术的应用范围主要是在需要抗震性能的电子设备中,如军事设备、航空设备等。
综上所述,三防技术在电子设备中的应用非常重要。
它们可以有效防止灰尘、水分和震动对设备的影响,提高设备的可靠性和耐用性。
随着科技的不断进步和消费者对电子产品要求的提高,三防技术将在未来继续发展和应用。
电子设备三防设计方案说明
电子设备三防设计方案说明电子设备的三防设计方案是指为了增强电子设备的防尘、防水和防震能力而采取的一系列措施和设计。
在现代生活中,电子设备已经成为人们不可或缺的重要工具,无论是生产力工具还是消费娱乐工具,电子设备的可靠性和耐久性都至关重要。
因此,采取三防设计方案可以保护设备免受外部环境的损害,从而延长其使用寿命。
首先,防尘设计是保护电子设备免受灰尘和颗粒进入的重要措施。
灰尘和颗粒会积累在电子设备的内部,导致设备散热不良、电路短路甚至设备损坏。
为了解决这个问题,可以在设备的外壳上添加防尘网或滤尘网,防止灰尘进入设备内部;在电子元器件的内部加入防尘膜,封堵电子元器件中的孔隙,防止灰尘进入。
此外,可以采用风扇等散热装置,保持电子设备温度的稳定,减少灰尘的积累。
其次,防水设计是保护电子设备免受水分侵害的重要措施。
水分对电子设备的损害主要包括短路、腐蚀、机械损坏等。
为了克服这个问题,可以使用防水材料包裹整个设备,如防水胶、防水膜等。
此外,可以在设备的连接端口处增加防水塞,防止水分进入设备内部。
还可以采用橡胶密封圈等防水装置,增加设备的密封性能。
另外,对于需要与水直接接触的电子设备,如手表、手机等,可以采用特殊的防水技术,如防水开孔设计、防水开关等。
再次,防震设计是保护电子设备免受外部震动和冲击的重要措施。
外部震动和冲击会导致电子设备内部元器件的松动、位移,甚至设备的损坏。
为了解决这个问题,可以采用悬浮支撑和减震材料来吸收和减少外部震动的传递。
此外,可以采用防震支架和防震坐垫等结构件,保护设备免受外部冲击。
同时,可以对电子设备的外壳进行加固设计,提高设备的结构强度和抗冲击能力。
总之,电子设备的三防设计方案是保护电子设备免受灰尘、水分和震动的损害的重要措施。
通过采取防尘、防水和防震的设计方案,可以保护电子设备的内部元器件不受外界环境的侵害,提高设备的可靠性和耐用性。
在实际设计中,还需要根据具体的设备类型和使用环境进行合理的调整和优化。
电子产品三防
⑶霉菌
霉菌在一定温度、湿度(一般温度在25℃~35℃,相对湿度在80£¥以上)的环境条件,繁殖生长迅速,其分泌物形成的斑点影响产品外观。这些分泌物所含的弱酸会使电工仪表的金属细线腐蚀断裂,损坏电路功能。尤其在光学检测相关的仪器上长霉,会使玻璃的反射和透光性能明显下降,破坏光学性能。
霉菌在新陈代谢中能分泌出大量的酵素和有机酸,对材料进行分解反应或老化.影响材料的机械性能和外观。特别是不抗霉菌的材料最容易被霉菌分解,并作为它的食物而直接被破坏,导致材料物理性能的明显恶化。在绝缘材料上生长的霉菌丝含有水分,水具有导电性,因而影响电子产品及材料的电气性能。有时菌丝层会越过绝缘材料形成电气回路,使绝缘材料的绝缘电阻明显降低.通电时容易造成短路,烧坏仪器。菌丝还可能改变有效电容.而使设备的谐振电路不协调。这可能给某些电气设备造成严重故障。菌丝还可能改变有效电容,而使设备的谐振电路不协调。这可能给某些电气产品造成严重故障。
什么是电子电器产漆——任何电气产品都是在一定的环境下工作的,而潮湿、盐雾和霉菌会降低材料的绝缘强度,引起漏电、短路,从而导致电气故障和事故。因此,必须采取防止或减少环境条件对电气产品可靠性的不利影响,以保证电气产品工作中的各项性能,增加产品在恶劣环境中运行的可靠性。
2 “三防”问题产生的机理
⑴潮湿
当空气相对湿度大于80£¥时,电气产品中的有机和无机材料构件由于受潮将增加重量、膨胀、变形,金属结构件腐蚀也会加速。如果绝缘材料选用及工艺处理不当,则绝缘电阻会迅速下降,以致绝缘被击穿。为保证电气产品的可靠性,防潮湿设计显得特别重要。
⑵盐雾
盐雾指悬浮在大气中的气溶液状的Na2O粒子。它的形成主要是因为风引起海面扰动和涨、落潮时,海水相互间的冲击和海浪拍击海岸,致使很多海浪粒子拖入空中,水分发蒸后,留下一些极小的盐粒,在大气团的平流和紊流交换作用下,这些盐粒在空气中散开来,并随风流动形成沿海地区盐雾。盐雾与潮湿空气结合时,其中所含的直径很小的氯离子对金属保护膜有穿透作用。盐和水结合能使材料导电,故可使绝缘电阻降低,引起金属电蚀、化学腐蚀加速,使金属件与电镀件受到破坏。在盐雾环境中,各类端子搭接处腐蚀较为明显:铜-铜接头腐蚀比较轻;铝-铝接头的腐蚀就很严重;铜-铝接头处则明显可看出,铝接头侧通常会白色斑斑,并有烧伤的痕迹。如果不加以预防,会造成空气开关,隔离开关、接触器,变压器等设备的正常工作。
电子结构的三防设计
1 电子 结 构 三 防 的技 术 措 施
三 防技 术 是 一 个综 合 性 概 念 ,涉及 到诸 多方 面 的 应 用 。要 提 高 电子 产 品三 防 能 力 ,必须 从 产
品 的 设 计 开 始就 注入 三 防设 计 理 念 。三 防设 计 理
K e w o ds l cr n c sr t e; nt c ro in t c n q y r :e e to i tucur a i o r so e h i ue
环 境 因素 是 军 用 电子 产 品 在 使 用 、运 输 和 存 储 中考 虑 的重 要 因 素 ,而且 环 境 因素 也 影 响 着 电 子 设 备 的稳 定 性 和 可靠 性 。军 用 电子 产 品 因环 境 防护 不 当造 成 的损 失也 是 相 当惊 人 。美 军 曾经 对 机 载 电子 设备 的故 障进 行统计 ,发现 5 %以上 的故 0
标 , 内容 包 括 防水 、防潮 、 防结 露 、防 盐 雾 、防
霉 、防 腐 蚀 、防 老 化 、防振 、 防静 电 、防 高 压 击
穿 、防 污 染 、防风 沙 、 防积 雪 、 防裹 冰 、防 鼠 害 等等 。
障 与 环 境 因 素有 关 ,所 以提 高 效益 和军 事效 益 。
电子元件及应用 》
d i O 9 9 .s .5 3 4 9 . 1 .70 4 o: . 6  ̄ i n1 6 - 7 52 2 。0 l3 s 0 0
电子结 构的三 防设计
路 龙 龙 . 石 伟
( 西安 北方 电子研 究所 , 陕 西 西 安
71 1 0 00
摘 要 :电子 结构在 各 种 自然 环境 因素 的综 合影 响 下 , 面临 着诸 多失效形 式 ,因此 只有 在设
电子设备的三防设计
TEL:400-000-8915/(0512)8788-8827 FAX:(0512)5766-1753地址:江苏省昆山市玉山镇晨丰东路108号ZIP CODE:215300电子设备的三防设计在电子工业中,三防设计是指防潮湿、防盐雾、防霉菌设计。
潮湿、盐雾和霉菌会腐蚀和破坏材料,导致产品的电气性能下降,机械强度降低,严重时会导致设备功能失效。
在我国南方和沿海地区使用的,尤其是在户外使用的电子设备必须具备三防设计才能保证其正常工作。
一、潮湿、盐雾、霉菌对电子设备的破坏1、潮湿对设备的影响潮湿是电子设备损坏变质的主要因素之一,它会对机械性能和电气性能产生破坏。
湿气往往溶解有氯化物、硫酸盐和硝酸盐等,能引起或加剧金属的腐蚀。
潮湿会降低绝缘材料和电路板的绝缘电阻,增大介质损耗角的正切值,降低绝缘性能,严重时会出现漏电甚至短路。
同时,潮湿还为霉菌的生长提供了有利条件。
2、盐雾对电子设备的破坏盐雾的成分主要是NaCl和MgCl2,NaC1和MgCI2的显著特点是能从相对干燥的大气中吸附水分,当物体表面附着这些含盐水分时,就会长期保持潮湿状态,除自身的腐蚀作用外,还加剧了潮湿的破坏作用。
盐雾是电子设备损坏变质的一个重要原因,水分中溶解的盐具有两个独立TEL:400-000-8915/(0512)8788-8827 FAX:(0512)5766-1753地址:江苏省昆山市玉山镇晨丰东路108号ZIP CODE:215300的侵蚀作用;①腐蚀许多金属和无机材料;②提供一种活性电解质,使不同金属接触时产生电偶腐蚀,并促进具有不同电极电位的电解作用。
盐雾主要对在海上和近海处使用的设备有影响,特别是在离海400m和高度约150m范围内,盐雾的腐蚀作用较大。
3、霉菌对电子设备的影响霉菌是单细胞真菌,生长于植物和与各种普通材料上,靠孢子传播繁殖。
霉菌成熟时会散落出大量的孢子,孢子随空气的流动而传播,因此,产品中只要空气中能进入的部分便有可能被霉菌污染。
