1、溫度沖擊的定義
熱沖擊試驗(Thermal Shock Testing)常被稱(chēng)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。
溫度沖擊按照GJB 150.5A-2009 3.1的說(shuō)法,是裝備周?chē)髿鉁囟鹊募眲∽兓?,溫度變化率大?0度/min,即為溫度沖擊。MIL-STD-810F 503.4(2001)持相類(lèi)似的觀(guān)點(diǎn)。
2、溫度沖擊測試的目的
溫度沖擊試驗的目的:工程研制階段可用于發(fā)現產(chǎn)品的設計和工藝缺陷;直流開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品定型或設計鑒定和量產(chǎn)階段用于驗證產(chǎn)品對溫度沖擊環(huán)境的適應性,為設計定型和量產(chǎn)驗收決策提供依據;作為環(huán)境應力篩選應用時(shí),目的是剔除產(chǎn)品的早期故障。
3、溫度沖擊的應用
直流開(kāi)關(guān)電源電路板電子設備和元器件中發(fā)生溫度變化的情況很普遍。當設備未通電時(shí),其內部零件要比其外表面上的零件經(jīng)受的溫度變化慢。
下列情況下,可預見(jiàn)快速的溫度變化:
——當直流開(kāi)關(guān)電源設備從溫暖的室內環(huán)境轉移到寒冷的戶(hù)外環(huán)境,或相反情況時(shí);
——當直流開(kāi)關(guān)電源設備遇到淋雨或浸入冷水中而突然冷卻時(shí);
——安裝于外部的機載設備中;
——在某些運輸和貯存條件下。
直流開(kāi)關(guān)電源通電后設備中會(huì )產(chǎn)生高的溫度梯度,由于溫度變化,元器件會(huì )經(jīng)受應力,例如,在大功率的電阻器旁邊,輻射會(huì )引起鄰近元器件表面溫度升高,而其他部分仍然是冷的。
當冷卻系統通電時(shí),人工冷卻的直流開(kāi)關(guān)電源元器件會(huì )經(jīng)受快速的溫度變化。在設備的制造過(guò)程中同樣可引起元器件的快速溫度變化。溫度變化的次數和幅度以及時(shí)間間隔都是很重要的。
4、溫度沖擊的效應
溫度沖擊通常對靠近直流開(kāi)關(guān)電源設備外表面的部分影響更嚴重,離外表面越遠(當然,與相關(guān)材料的特性有關(guān)),溫度變化越慢,影響越不明顯。運輸箱、包裝等還會(huì )減小溫度沖擊對封閉的裝備的影響。急劇的溫度變化可能會(huì )暫時(shí)或永久地影響裝備的工作。下面是裝備暴露于溫度沖擊環(huán)境時(shí)可能引發(fā)的問(wèn)題示例??紤]以下典型問(wèn)題,有助于確定本試驗是否適用于受試裝備。
(1)典型物理效應有:
1)玻璃容器和光學(xué)儀器的碎裂;
2)運動(dòng)部件的卡緊或松弛;
3)爆炸物中固態(tài)藥丸或藥柱產(chǎn)生裂紋;
4)不同材料的收縮或膨脹率、或誘發(fā)應變速率不同;
5)零部件的變形或破裂;
6)表面涂層開(kāi)裂;
7)密封艙泄漏;
8)絕緣保護失效。
(2)典型化學(xué)效應有:
1)各組分分離;
2)化學(xué)試劑保護失效。
(3)典型電效應有:
1)電氣和電子元器件的變化;
2)快速冷凝水或結霜引起電子或機械故障;
3)靜電過(guò)量。
5、冷熱沖擊測試方法的類(lèi)型
根據IEC和國家標準,分為三種:
1、試驗Na:規定轉換時(shí)間的快速溫度變化;空氣;
2、試驗Nb:規定變化速率的溫度變化;空氣;
3、試驗Nc:兩液槽法快速溫度變化;液體;
上面3種試驗,1、2以空氣作為介質(zhì),第3種以液體(水或其它液體)作為介質(zhì)。1、2的轉換時(shí)間較長(cháng),3的轉換時(shí)間較短。
序號 | 國際標準 | 國內對應標準 | 適用 | 介質(zhì) | 轉換時(shí)間 |
1 | IEC 60068-2-14:2009《環(huán)境試驗第2~14部分:試驗方法試驗N:溫度變化》 | GB/T 2423.22-2012《環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗N:溫度變化》 | 元器件、部件、設備等各個(gè)組裝等級 | 空氣 | 3分鐘以?xún)然蛘吒L(cháng) |
2 | MIL-STD-810F 方法503.4:溫度沖擊試驗 | GJB 150.5A-2009 《軍用裝備實(shí)驗室環(huán)境試驗方法第5部分:溫度沖擊試驗》 | 設備 | 空氣 | 1分鐘 |
3 | MIL-STD-202G 方法107G:熱沖擊試驗 | GJB 360B-2009 《電子及電氣元件試驗方法》中的方法107溫度沖擊試驗 | 元器件 | 液體 | 短 |
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