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溫度沖擊循環(huán)變化試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與方法
發(fā)表時(shí)間:2024-01-29 11:08:31
1、溫度沖擊試驗(yàn)
熱沖擊試驗(yàn)（Thermal Shock Testing）常被稱(chēng)作溫度沖擊試驗(yàn)（Temperature Shock Testing）或者溫度循環(huán)（Temperature Cycling），高低溫冷熱沖擊試驗(yàn)。
溫度沖擊試驗(yàn)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?chē)髿鉁囟鹊募眲∽兓划a(chǎn)生物理破壞或功能與性能下降。
 
2、為何要進(jìn)行溫度沖擊試驗(yàn)
在電子電器等產(chǎn)品的研制過(guò)程中，會(huì)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(guò)程的不正確操作和不規(guī)范的施工工序等，都會(huì)給產(chǎn)品的可靠性帶來(lái)影響。如果在產(chǎn)品交付前不剔除這些潛在缺陷，最終將導(dǎo)致后期使用的問(wèn)題暴露。
 
3、溫度沖擊試驗(yàn)?zāi)芤l(fā)哪些故障
玻璃容器和光學(xué)儀器的碎裂；
運(yùn)動(dòng)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(yīng)變速率不同；
零部件的變形或破裂；
表面涂層開(kāi)裂；
密封艙泄漏；
絕緣保護(hù)失效；
電氣和電子元器件的變化；
快速冷凝水或結(jié)霜引起電子或機(jī)械故障。
 
4、溫度沖擊試驗(yàn)的作用與意義
溫度沖擊試驗(yàn)就是為了剔除元器件、部件的早期失效，暴露設(shè)計(jì)和制造工藝的不足，使產(chǎn)品的可靠性更接近實(shí)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(yàn)證受試產(chǎn)品的設(shè)計(jì)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(dǎo)致的產(chǎn)品故障；
d.為產(chǎn)品的驗(yàn)收與定型決策提供依據(jù)。
 
5、溫度沖擊試驗(yàn)的類(lèi)型
根據(jù)IEC和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，溫度沖擊試驗(yàn)分為三種類(lèi)型：
a.試驗(yàn)Na：規(guī)定轉(zhuǎn)換時(shí)間的快速溫度變化；
b.試驗(yàn)Nb：規(guī)定變化速率的溫度變化；
c.試驗(yàn)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(shí)間較長(zhǎng)，第三種以液體（水或其它液體）作為介質(zhì)，轉(zhuǎn)換時(shí)間較短。
 
6、溫度沖擊試驗(yàn)設(shè)備
1、兩箱法：試驗(yàn)應(yīng)有兩個(gè)試驗(yàn)箱，一個(gè)低溫箱和一個(gè)高溫箱。兩箱的放置應(yīng)能保證在規(guī)定的轉(zhuǎn)移時(shí)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(yàn)箱的容積和風(fēng)速能保證樣品放入箱內(nèi)后，在規(guī)定的時(shí)間（溫度穩(wěn)定時(shí)間）內(nèi)，重新穩(wěn)定到試驗(yàn)規(guī)定的溫度容差范圍內(nèi)。對(duì)于GB/T 2423，溫度穩(wěn)定時(shí)間要求不超過(guò)規(guī)定保溫時(shí)間的 10％的時(shí)間內(nèi)；對(duì)于GJB150A，溫度穩(wěn)定時(shí)間要求不超過(guò)5min。
試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣是流通的，靠近試驗(yàn)樣品測(cè)得的空氣速度為不超過(guò)1.7m/s（GJB150.5A）和不小于2m/s（GB/T 2423.22）。
2、一箱法：  一個(gè)試驗(yàn)箱，應(yīng)同時(shí)滿足低溫箱和高溫箱的要求。箱內(nèi)溫度能以試驗(yàn)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(yàn)箱溫度能保持在試驗(yàn)規(guī)定的高溫或低溫溫度等級(jí)值上。 
3、二液槽法：  一個(gè)低溫槽和一個(gè)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(yīng)便于樣品的浸入，同時(shí)便于從一個(gè)槽到另一個(gè)槽。

 
7、溫度沖擊（變化）循環(huán)次數(shù)和轉(zhuǎn)換時(shí)間
循環(huán)次數(shù)：試驗(yàn)的循環(huán)次數(shù)根據(jù)應(yīng)用的試驗(yàn)程序及相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。（源于GB/T2423.22-2012）
對(duì)暴露于溫度沖擊（變化）條件可能性很小的設(shè)備，在每種相應(yīng)的條件下只進(jìn)行一次溫度沖擊。當(dāng)預(yù)計(jì)設(shè)備會(huì)比較頻繁地暴露于溫度沖擊環(huán)境時(shí)，如果沒(méi)有多少可用的數(shù)據(jù)用于證實(shí)具體的沖擊次數(shù)，較好的方案是在每種條件下進(jìn)行3次或3次以上沖擊，沖擊次數(shù)主要由預(yù)計(jì)的使用事件來(lái)決定。（源于GJB150.5A-2009）
 轉(zhuǎn)換時(shí)間：當(dāng)樣品暴露于溫度極值的持續(xù)時(shí)間或者等于實(shí)際的工作時(shí)間，或者等于樣品達(dá)到溫度穩(wěn)定所用的時(shí)間時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間應(yīng)盡可能短，最長(zhǎng)不超過(guò)1min。
兩箱法的情況下，若試驗(yàn)件尺寸大，轉(zhuǎn)換時(shí)間大于3min，只要不對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生可觀察的影響，可按下式增加轉(zhuǎn)換時(shí)間（源于GB/T2423.22-2012）：
t2≤0.05ts；t2—轉(zhuǎn)換時(shí)間；ts—試驗(yàn)樣品的溫度穩(wěn)定時(shí)間（應(yīng)大于60min）
應(yīng)保證轉(zhuǎn)化時(shí)間能反應(yīng)壽命周期剖面中實(shí)際溫度沖擊的相應(yīng)時(shí)間，轉(zhuǎn)換時(shí)間應(yīng)盡可能短，但若轉(zhuǎn)換時(shí)間大于1min，則應(yīng)證明這些額外的時(shí)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(dǎo)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(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
環(huán)境試驗(yàn) 第 2 部分: 試驗(yàn)方法 試驗(yàn) N: 溫度變化 GB/T2423.22-2012；
環(huán)境試驗(yàn) 第 2-14 部分: 試驗(yàn)方法 試驗(yàn) N: 溫度變化 IEC60068-2-14:2009；
道路車(chē)輛 電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn) 第 4 部分：氣候負(fù)荷 GB/T 28046.4-2011；
道路車(chē)輛 電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn) 第 4 部分：氣候負(fù)荷 ISO 16750-4:2006；
通信設(shè)備通用規(guī)范 GJB 367A－2001 ；
計(jì)算機(jī)通用規(guī)范 GJB 322A-1998；
電子及電氣元件試驗(yàn)方法 GJB 360B-2009；
裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法 第 5 部分：溫度沖擊試驗(yàn) GJB 150.5A-2009；
技術(shù)偵察裝備通用技術(shù)要求 第 7 部分：環(huán)境適應(yīng)性要求和試驗(yàn)方法 GJB 1621.7A-2006；
微電子器件試驗(yàn)方法和程序 GJB 548B-2005；
地面電子對(duì)抗設(shè)備通用規(guī)范 GJB 2225A-2008。