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溫度沖擊循環(huán)變化試驗標準與方法
發(fā)表時間:2024-01-29 11:08:31
1、溫度沖擊試驗
熱沖擊試驗（Thermal Shock Testing）常被稱作溫度沖擊試驗（Temperature Shock Testing）或者溫度循環(huán)（Temperature Cycling），高低溫冷熱沖擊試驗。
溫度沖擊試驗主要用于確定產(chǎn)品在溫度變化（溫度沖擊）期間和之后受到的影響，即確定產(chǎn)品能否經(jīng)受其周圍大氣溫度的急劇變化，而不產(chǎn)生物理破壞或功能與性能下降。
 
2、為何要進行溫度沖擊試驗
在電子電器等產(chǎn)品的研制過程中，會因各種原因?qū)е氯毕莸陌l(fā)生。如使用了缺陷的元器件、零部件，工藝規(guī)定不完善，制造過程的不正確操作和不規(guī)范的施工工序等，都會給產(chǎn)品的可靠性帶來影響。如果在產(chǎn)品交付前不剔除這些潛在缺陷，最終將導致后期使用的問題暴露。
 
3、溫度沖擊試驗能引發(fā)哪些故障
玻璃容器和光學儀器的碎裂；
運動部件的卡緊或松弛；
爆炸物中固態(tài)藥丸或藥柱產(chǎn)生裂紋；
不同材料的收縮或膨脹率、或誘發(fā)應變速率不同；
零部件的變形或破裂；
表面涂層開裂；
密封艙泄漏；
絕緣保護失效；
電氣和電子元器件的變化；
快速冷凝水或結霜引起電子或機械故障。
 
4、溫度沖擊試驗的作用與意義
溫度沖擊試驗就是為了剔除元器件、部件的早期失效，暴露設計和制造工藝的不足，使產(chǎn)品的可靠性更接近實際需要，從而保證和提高產(chǎn)品的可靠性。
a.可以模擬受試產(chǎn)品在極端惡劣溫度環(huán)境下的性能表現(xiàn)；
b.驗證受試產(chǎn)品的設計和工藝水平，提前發(fā)現(xiàn)和修正缺陷；
c.作為產(chǎn)品篩選手段，盡早發(fā)現(xiàn)和剔除因元器件早期失效導致的產(chǎn)品故障；
d.為產(chǎn)品的驗收與定型決策提供依據(jù)。
 
5、溫度沖擊試驗的類型
根據(jù)IEC和國家標準，溫度沖擊試驗分為三種類型：
a.試驗Na：規(guī)定轉(zhuǎn)換時間的快速溫度變化；
b.試驗Nb：規(guī)定變化速率的溫度變化；
c.試驗Nc：兩液槽法快速溫度變化。
其中，第一、二種以空氣作為介質(zhì)，轉(zhuǎn)換時間較長，第三種以液體（水或其它液體）作為介質(zhì)，轉(zhuǎn)換時間較短。
 
6、溫度沖擊試驗設備
1、兩箱法：試驗應有兩個試驗箱，一個低溫箱和一個高溫箱。兩箱的放置應能保證在規(guī)定的轉(zhuǎn)移時間內(nèi)，完成從高溫箱到低溫箱或從低溫箱到高溫箱的轉(zhuǎn)換；試驗箱的容積和風速能保證樣品放入箱內(nèi)后，在規(guī)定的時間（溫度穩(wěn)定時間）內(nèi)，重新穩(wěn)定到試驗規(guī)定的溫度容差范圍內(nèi)。對于GB/T 2423，溫度穩(wěn)定時間要求不超過規(guī)定保溫時間的 10％的時間內(nèi)；對于GJB150A，溫度穩(wěn)定時間要求不超過5min。
試驗箱內(nèi)的空氣是流通的，靠近試驗樣品測得的空氣速度為不超過1.7m/s（GJB150.5A）和不小于2m/s（GB/T 2423.22）。
2、一箱法：  一個試驗箱，應同時滿足低溫箱和高溫箱的要求。箱內(nèi)溫度能以試驗規(guī)定的溫度變化速率從低溫升到高溫，從高溫降到低溫，試驗箱溫度能保持在試驗規(guī)定的高溫或低溫溫度等級值上。 
3、二液槽法：  一個低溫槽和一個高溫槽。低溫槽盛有規(guī)定低溫的液體，通常為0℃，高溫槽盛有規(guī)定高溫的液體，通常為100℃。二液槽的放置應便于樣品的浸入，同時便于從一個槽到另一個槽。

 
7、溫度沖擊（變化）循環(huán)次數(shù)和轉(zhuǎn)換時間
循環(huán)次數(shù)：試驗的循環(huán)次數(shù)根據(jù)應用的試驗程序及相關規(guī)定執(zhí)行。（源于GB/T2423.22-2012）
對暴露于溫度沖擊（變化）條件可能性很小的設備，在每種相應的條件下只進行一次溫度沖擊。當預計設備會比較頻繁地暴露于溫度沖擊環(huán)境時，如果沒有多少可用的數(shù)據(jù)用于證實具體的沖擊次數(shù)，較好的方案是在每種條件下進行3次或3次以上沖擊，沖擊次數(shù)主要由預計的使用事件來決定。（源于GJB150.5A-2009）
 轉(zhuǎn)換時間：當樣品暴露于溫度極值的持續(xù)時間或者等于實際的工作時間，或者等于樣品達到溫度穩(wěn)定所用的時間時，轉(zhuǎn)換時間應盡可能短，最長不超過1min。
兩箱法的情況下，若試驗件尺寸大，轉(zhuǎn)換時間大于3min，只要不對試驗結果產(chǎn)生可觀察的影響，可按下式增加轉(zhuǎn)換時間（源于GB/T2423.22-2012）：
t2≤0.05ts；t2—轉(zhuǎn)換時間；ts—試驗樣品的溫度穩(wěn)定時間（應大于60min）
應保證轉(zhuǎn)化時間能反應壽命周期剖面中實際溫度沖擊的相應時間，轉(zhuǎn)換時間應盡可能短，但若轉(zhuǎn)換時間大于1min，則應證明這些額外的時間是合理的。（源于GJB150.5A-2009）
溫度變化速率：溫度變化速率取決于材料的熱傳導特性、熱容量、尺寸大小等，在大件樣品內(nèi)部，溫度沖擊（變化）的幅度比所加的溫度變化要小。
 
8、溫度沖擊試驗標準
環(huán)境試驗 第 2 部分: 試驗方法 試驗 N: 溫度變化 GB/T2423.22-2012；
環(huán)境試驗 第 2-14 部分: 試驗方法 試驗 N: 溫度變化 IEC60068-2-14:2009；
道路車輛 電氣及電子設備的環(huán)境條件和試驗 第 4 部分：氣候負荷 GB/T 28046.4-2011；
道路車輛 電氣及電子設備的環(huán)境條件和試驗 第 4 部分：氣候負荷 ISO 16750-4:2006；
通信設備通用規(guī)范 GJB 367A－2001 ；
計算機通用規(guī)范 GJB 322A-1998；
電子及電氣元件試驗方法 GJB 360B-2009；
裝備實驗室環(huán)境試驗方法 第 5 部分：溫度沖擊試驗 GJB 150.5A-2009；
技術偵察裝備通用技術要求 第 7 部分：環(huán)境適應性要求和試驗方法 GJB 1621.7A-2006；
微電子器件試驗方法和程序 GJB 548B-2005；
地面電子對抗設備通用規(guī)范 GJB 2225A-2008。