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解析什么叫溫度沖擊及溫度沖擊試驗有那些試驗標(biāo)準(zhǔn)!

返回列表 來源:劍喬儀器 瀏覽: 142 發(fā)布日期:2019-07-13

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

溫度沖擊按照GJB 150.5A-2009 3.1的說法,是裝備周圍大氣溫度的急劇變化,溫度變化率大于10度/min,即為溫度沖擊。MIL-STD-810F 503.4(2001)持相類似的觀點(diǎn)。

因此理解為大于這個速率的試驗就是溫度沖擊試驗。溫度沖擊試驗的速率比這個現(xiàn)實(shí)情況要嚴(yán)苛。經(jīng)常能聽到說溫度沖擊的速率大于20度/min,30度/min,50度/分鐘,甚至更快。

GB/T 2423.22-2012 環(huán)境試驗 第2部分 試驗N:溫度變化

 溫度變化原因有很多,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)里面都有提及:GB/T 2423.22-2012 環(huán)境試驗 第2部分 試驗N:溫度變化

 溫度變化的現(xiàn)場條件

電子設(shè)備和元器件中發(fā)生溫度變化的情況很普遍。當(dāng)設(shè)備未通電時,其內(nèi)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(yù)見快速的溫度變化:

——當(dāng)設(shè)備從溫暖的室內(nèi)環(huán)境轉(zhuǎn)移到寒冷的戶外環(huán)境,或相反情況時;

——當(dāng)設(shè)備遇到淋雨或浸入冷水中而突然冷卻時;

——安裝于外部的機(jī)載設(shè)備中;

——在某些運(yùn)輸和貯存條件下。

通電后設(shè)備中會產(chǎn)生高的溫度梯度,由于溫度變化,元器件會經(jīng)受應(yīng)力,例如,在大功率的電阻器旁邊,輻射會引起鄰近元器件表面溫度升高,而其他部分仍然是冷的。

當(dāng)冷卻系統(tǒng)通電時,人工冷卻的元器件會經(jīng)受快速的溫度變化。在設(shè)備的制造過程中同樣可引起元器件的快速溫度變化。溫度變化的次數(shù)和幅度以及時間間隔都是很重要的。

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

3.2應(yīng)用

3.2.1正常環(huán)境

本試驗適用于可能會在空氣溫度發(fā)生急劇變化的地方使用的裝備。本試驗僅用來評價溫度急劇變化對裝備的外表面、安裝在外表面的零部件、或裝在靠近外表面的內(nèi)部零部件的影響。典型情況如下:

A) 裝備在熱區(qū)域和低溫環(huán)境之間轉(zhuǎn)換;

B) 通過高性能運(yùn)載工具,從地面高溫環(huán)境升到高空(只是熱到冷);

C) 僅用外部材料(包裝或裝備表面材料)進(jìn)行試驗時,從處在高空和低溫條件下熱的飛機(jī)防護(hù)殼體內(nèi)向外空投。

3.2.2安全性和環(huán)境應(yīng)力篩選

除3.3所述外,本試驗適用于提示裝備暴露在低于極端溫度變化速率(只要試驗條件下不超過裝備的設(shè)計極限)下通常出現(xiàn)的安全性問題和潛在的缺陷。本試驗雖然用作環(huán)境應(yīng)力篩選(ESS),但經(jīng)適當(dāng)工程處理后,也可以將其作為一個篩選試驗(使用更極端溫度的溫度沖擊),用來揭示裝備暴露在低于極端溫度條件下會出現(xiàn)的潛在缺陷。 

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

 

4.1.2 環(huán)境效應(yīng)

溫度沖擊通常對靠近裝備外表面的部分影響更嚴(yán)重,離外表面越遠(yuǎn)(當(dāng)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(yùn)輸箱、包裝等還會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暫時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)境時可能引發(fā)的問題示例。考慮以下典型問題,有助于確定本試驗是否適用于受試裝備。

A) 典型物理效應(yīng)有:

1) 玻璃容器和光學(xué)儀器的碎裂;

2) 運(yùn)動部件的卡緊或松弛;

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(yīng)變速率不同;

5) 零部件的變形或破裂;

6) 表面涂層開裂;

7) 密封艙泄漏;

8) 絕緣保護(hù)失效。

b)典型化學(xué)效應(yīng)有:

1)各組分分離;

2)化學(xué)試劑保護(hù)失效。

C)典型電效應(yīng)有:

1)電氣和電子元器件的變化;

2)快速冷凝水或結(jié)霜引起電子或機(jī)械故障;

3)靜電過量。

總結(jié)

溫度沖擊試驗的目的:工程研制階段可用于發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計和工藝缺陷;產(chǎn)品定型或設(shè)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(yīng)性,為設(shè)計定型和量產(chǎn)驗收決策提供依據(jù);作為環(huán)境應(yīng)力篩選應(yīng)用時,目的是剔除產(chǎn)品的早期故障。

溫度變化試驗的類型,根據(jù)IEC和國家標(biāo)準(zhǔn),分為三種:

1、 試驗Na:規(guī)定轉(zhuǎn)換時間的快速溫度變化;空氣;

2、 試驗Nb:規(guī)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(zhuǎn)換時間較長,3的轉(zhuǎn)換時間較短。

標(biāo)準(zhǔn):

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》

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》

GJB 150.5-1986

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。

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/電子元件通用規(guī)范---環(huán)境/耐久性 9.4.2

等標(biāo)準(zhǔn)。

試驗參數(shù)包括下列各項:

——試驗室環(huán)境溫度;

——高溫;

——低溫;

——暴露持續(xù)時間;

——轉(zhuǎn)換時間或變化速率;

——試驗循環(huán)數(shù)。

穩(wěn)定時間

GJB 150.5A-2009 4.3.7 溫度穩(wěn)定

試件溫度穩(wěn)定(在轉(zhuǎn)換之前)的時間至少應(yīng)保證試件整個外部的溫度均勻一致。

GB/T 2423.22-2012 環(huán)境試驗 第2部分 試驗N:溫度變化

7.2.1 部分最后一句:

在放入試驗樣品后,空氣溫度應(yīng)在暴露持續(xù)時間的10%以內(nèi)達(dá)到規(guī)定的容差范圍。

EIA-364-32E-2008 4.3 Specimen mass determination

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