解析什麽叫溫(wēn)度衝擊及溫度衝擊試驗有那些試驗標(biāo)準(zhǔn)!
熱衝擊試驗(yàn)(Thermal Shock Testing)常被稱作溫度衝(chōng)擊試驗(Temperature Shock Testing)或者溫度循環(Temperature Cycling)、高(gāo)低溫冷熱衝擊試驗。
溫度衝擊按照GJB 150.5A-2009 3.1的說法(fǎ),是裝備周圍大氣溫度的急劇變化,溫度變化率大於10度/min,即為溫度衝擊。MIL-STD-810F 503.4(2001)持相類似的觀點。
因此理解為大於這個速率的試驗就是溫度衝擊試(shì)驗。溫度衝擊試(shì)驗(yàn)的速率比這個現(xiàn)實情況要嚴苛。經常能聽到說溫度衝擊的速率(lǜ)大於20度/min,30度/min,50度/分鍾,甚至更快(kuài)。
溫(wēn)度變化原因有很多,相關標準裏麵都有提及:GB/T 2423.22-2012 環境試驗(yàn) 第2部分 試驗N:溫度變化
溫(wēn)度變化(huà)的現場條件
電(diàn)子設備和(hé)元器件中(zhōng)發生(shēng)溫度變化的情況很普遍。當設備未(wèi)通電時,其內部零件要比其外表麵上的零件經受(shòu)的溫度變化慢。
下(xià)列情況下(xià),可預見快速的溫度變化:
——當設備從溫暖的室內環境轉移(yí)到(dào)寒冷的戶外(wài)環境,或相反情況時;
——當(dāng)設備(bèi)遇到淋雨或浸入冷水中而突然冷卻時(shí);
——安裝於外部的機載設備中;
——在某些運輸和貯存條件下。
通電(diàn)後設備中會產生高的溫度梯度,由於溫度變化,元(yuán)器件會經受應力,例如,在大功率(lǜ)的電阻器旁邊,輻射會引起鄰近元器件表麵溫度(dù)升高,而其他部分仍然是冷的。
當冷卻係統通電時,人工冷卻的元器件會經受快速的溫度(dù)變化。在設備的製造過程中同樣可引起元器件的快速溫(wēn)度(dù)變化。溫度變化的次數和幅度以及時間間隔都是很重(chóng)要的。
3.2應用(yòng)
3.2.1正(zhèng)常環境
本試驗適用於可(kě)能會在空氣溫度(dù)發生急劇(jù)變化的地方使用的裝(zhuāng)備。本試驗僅用來評價溫度急劇(jù)變化對裝備的外表麵、安裝在外(wài)表麵的零部件、或(huò)裝(zhuāng)在(zài)靠近外表麵(miàn)的內部零部件的影響。典型情況如下:
A) 裝備(bèi)在熱區域(yù)和低溫環境之間轉換;
B) 通過高(gāo)性能運(yùn)載工具,從地麵高溫環境升到高空(隻是熱到冷);
C) 僅用(yòng)外(wài)部(bù)材料(包裝或裝備表麵材料)進行試驗時,從處在(zài)高空和低溫條件下熱的飛機防(fáng)護殼體內向外(wài)空投。
3.2.2安全性和環境應力(lì)篩選
除3.3所(suǒ)述外,本試驗適用於提示裝備暴露在低於極端(duān)溫度變化速率(隻要試驗條件(jiàn)下不超過裝備的設計極限)下通常出現的安全性問題和潛在的缺陷。本試驗雖然用作環境應力篩選(ESS),但經適當工程處理後,也(yě)可以將其作為一個(gè)篩選試驗(使用更極端溫度的溫度衝(chōng)擊),用來揭示裝備暴露(lù)在低於極端溫度條件下會出現的潛在缺陷。
4.1.2 環境效應
溫度(dù)衝擊通常(cháng)對靠近裝備外表麵的部分影響更嚴重,離(lí)外表麵越遠(當然,與相關(guān)材料的(de)特(tè)性(xìng)有關),溫度變化越慢,影響越不明顯。運輸箱、包裝等還會減小溫度衝擊對封閉的裝備的影響。急劇的溫(wēn)度變化可能會暫(zàn)時或永久地影響裝備(bèi)的工作。下麵是裝備暴露於溫度衝擊環境時可能引(yǐn)發的問題示例。考慮以下典(diǎn)型問題,有助於確定本試驗是否適用於受試裝備。
A) 典型物理效應有:
1) 玻璃容器和光學(xué)儀器的碎裂;
2) 運動部(bù)件的(de)卡緊或鬆弛;
3) 爆炸物中固態藥丸或(huò)藥柱產生裂(liè)紋;
4) 不同材料的(de)收縮或膨脹率、或誘(yòu)發應變速率不同;
5) 零部件的變形或破裂;
6) 表麵塗層開裂;
7) 密封艙泄漏;
8) 絕緣保護失(shī)效。
b)典型化學效應有:
1)各(gè)組分分離;
2)化學試劑保護失效(xiào)。
C)典型電效應(yīng)有:
1)電氣和電子元器件的變化;
2)快速冷凝(níng)水或結霜引起電子或機械故障(zhàng);
3)靜(jìng)電過(guò)量。
溫度衝擊試驗的目的:工程研製階(jiē)段可用於發現產品(pǐn)的設計和工藝缺陷;產品定(dìng)型或設計鑒定和量產階段用於驗證(zhèng)產品對(duì)溫度衝擊環境的適應性,為設計定型和量產驗收決策提供依據;作為環境應力(lì)篩選應用時,目的是剔除產品的早期故障。
溫度變化試驗的類型,根據IEC和國家標準,分為三種:
1、 試驗Na:規定轉(zhuǎn)換時(shí)間的快速溫(wēn)度變化;空氣;
2、 試驗Nb:規定(dìng)變化速率(lǜ)的溫度變化(huà);空氣;
3、 試驗(yàn)Nc:兩(liǎng)液槽法快速溫度變化;液體;
上麵3種試驗,1、2以空氣作為(wéi)介質,第3種以液體(水或其它液體)作為介質(zhì)。1、2的轉換時間較長(zhǎng),3的轉換時間(jiān)較短。
標準:
IEC 60068-2-14:2009《環境試驗第2~14部分:試驗方法試驗(yàn)N:溫度變化》
GB/T 2423.22-2012《環境試驗第2部分:試驗方法試(shì)驗N:溫度變化》
MIL-STD-810F 方法503.4:溫度衝擊試驗
GJB 150.5A-2009 《軍用裝備(bèi)實(shí)驗室環境試驗(yàn)方法第5部分:溫度衝擊試驗》
GJB 150.5-1986
MIL-STD-202G 方法107G:熱衝擊試驗
GJB 360B-2009 《電(diàn)子及電氣元件試(shì)驗方法》中的(de)方(fāng)法(fǎ)107溫度衝擊試驗。
MIL-STD-883, Method 1010, Temperature Cycling
JESD22-A104D, Temperature Cycling
JESD22-A106B
JIS C 680068-2-14:2011(替代JIS C0025:1988)
JASO D 001
EIA The air-to-air thermal shock test is JESD22-A104D "Temperature Cycling"
EIA The liquid-to-liquid thermal shock test is JESD22-A106B "Thermal Shock"
EIA-364-32E-2008
GB897.4-2008/IEC60086-4:2007
GJB548B-2005方法1011.1
GJB128A-97方法1056
ISO 16750-4:2010 Road vehicles — Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment — Part 4: Climatic loads
GMW3172_AUG2008 電氣(qì)/電子元(yuán)件通用規範---環境/耐久性 9.4.2
等標準。
試驗參數包括下列各項:
——試驗室環境溫度;
——高溫;
——低溫;
——暴露持續時間;
——轉換時間或變化速率(lǜ);
——試驗循環數。
穩定時間
GJB 150.5A-2009 4.3.7 溫度穩(wěn)定
試件溫度穩定(在轉換之前)的時間至少應(yīng)保(bǎo)證試(shì)件整個外(wài)部(bù)的溫度均勻一致。
GB/T 2423.22-2012 環境試驗 第2部分 試驗N:溫度變化
7.2.1 部分最後一(yī)句:
在放入試驗樣品後,空氣溫(wēn)度應在暴露持續時間的10%以內達到規定(dìng)的容差範圍。
EIA-364-32E-2008 4.3 Specimen mass determination
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