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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準!

返回列表 來源:劍喬儀(yi)器 瀏覽: 142 發布日期: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(Temperature Cycling)、高低溫冷熱沖擊試驗

溫(wen)度沖擊按照GJB 150.5A-2009 3.1的(de)(de)說法,是(shi)裝備周圍大氣溫(wen)度的(de)(de)急劇變(bian)化(hua),溫(wen)度變(bian)化(hua)率大于10度/min,即(ji)為溫(wen)度沖擊。MIL-STD-810F 503.4(2001)持(chi)相類似的(de)(de)觀點。

因此(ci)理解為大于這個速率(lv)的試驗就是溫度(du)(du)(du)沖(chong)擊試驗。溫度(du)(du)(du)沖(chong)擊試驗的速率(lv)比這個現實(shi)情況要嚴苛(ke)。經常(chang)能(neng)聽(ting)到(dao)說溫度(du)(du)(du)沖(chong)擊的速率(lv)大于20度(du)(du)(du)/min,30度(du)(du)(du)/min,50度(du)(du)(du)/分鐘,甚至更快。

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

 溫度變化原因有(you)很多,相關標準(zhun)里面都(dou)有(you)提及:GB/T 2423.22-2012 環(huan)境試驗 第2部(bu)分 試驗N:溫度變(bian)化

 溫(wen)度變化的現場條(tiao)件(jian)

電子設備和元器件中發生溫(wen)度(du)變化的(de)情(qing)況很(hen)普(pu)遍。當設備未通電時(shi),其(qi)內部零(ling)件要比其(qi)外表面上的(de)零(ling)件經受的(de)溫(wen)度(du)變化慢。

下列情況下,可預見快速(su)的溫度變化:

——當設備(bei)從(cong)溫暖的室內環境轉移到寒冷(leng)的戶外環境,或相反情況時;

——當設備遇到淋雨或浸(jin)入冷水中而突(tu)然(ran)冷卻時;

——安裝于外部(bu)的機載設備中;

——在(zai)某些(xie)運輸和貯存條件下。

通電(dian)后設備中會(hui)(hui)產生(sheng)高(gao)的溫度(du)梯(ti)度(du),由于溫度(du)變化(hua),元(yuan)器(qi)件(jian)會(hui)(hui)經受應力,例(li)如,在大功(gong)率的電(dian)阻器(qi)旁邊,輻射會(hui)(hui)引起(qi)鄰近元(yuan)器(qi)件(jian)表面溫度(du)升(sheng)高(gao),而其他部分仍然(ran)是冷的。

當(dang)冷卻系統通電時,人(ren)工冷卻的(de)(de)元(yuan)器(qi)件(jian)會經(jing)受快速的(de)(de)溫(wen)度變(bian)(bian)化(hua)。在設備的(de)(de)制造過(guo)程中同樣可引起元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)(de)快速溫(wen)度變(bian)(bian)化(hua)。溫(wen)度變(bian)(bian)化(hua)的(de)(de)次數和幅(fu)度以及時間間隔都(dou)是很重要的(de)(de)。

GJB 150.5A-2009軍用裝備實驗室(shi)環境試驗方(fang)法第(di)5部分:溫度沖擊試驗

3.2應用

3.2.1正常環境

本(ben)試驗(yan)適用(yong)于(yu)可能會(hui)在空氣溫度(du)發生急劇(ju)變(bian)化的(de)(de)地(di)方(fang)使用(yong)的(de)(de)裝(zhuang)備。本(ben)試驗(yan)僅用(yong)來評(ping)價(jia)溫度(du)急劇(ju)變(bian)化對裝(zhuang)備的(de)(de)外(wai)(wai)表面、安裝(zhuang)在外(wai)(wai)表面的(de)(de)零部件、或裝(zhuang)在靠近外(wai)(wai)表面的(de)(de)內部零部件的(de)(de)影響。典型情況如下(xia):

A) 裝備在(zai)熱區域(yu)和低溫(wen)環境之間轉換;

B) 通過高(gao)性能(neng)運(yun)載工具,從地面高(gao)溫環境升到(dao)高(gao)空(只是熱到(dao)冷);

C) 僅(jin)用(yong)外(wai)部(bu)材料(包裝(zhuang)或(huo)裝(zhuang)備表面材料)進行試(shi)驗時(shi),從(cong)處在高空和低溫條(tiao)件下熱的飛機防護(hu)殼體內向外(wai)空投。

3.2.2安全性和環境(jing)應力(li)篩選

除3.3所述外,本(ben)試驗適(shi)用(yong)(yong)于提示裝備暴(bao)露在(zai)低于極(ji)端溫度變化速(su)率(lv)(只要試驗條件(jian)下(xia)(xia)不超過裝備的(de)(de)設計極(ji)限)下(xia)(xia)通常出(chu)現的(de)(de)安全性問題(ti)和潛(qian)在(zai)的(de)(de)缺陷(xian)。本(ben)試驗雖然用(yong)(yong)作環境應力(li)篩(shai)選(xuan)(ESS),但經適(shi)當工程處理后(hou),也(ye)可以將其(qi)作為(wei)一個篩(shai)選(xuan)試驗(使用(yong)(yong)更極(ji)端溫度的(de)(de)溫度沖擊),用(yong)(yong)來揭示裝備暴(bao)露在(zai)低于極(ji)端溫度條件(jian)下(xia)(xia)會出(chu)現的(de)(de)潛(qian)在(zai)缺陷(xian)。 

GJB 150.5A-2009軍用裝備實驗室環境(jing)試(shi)(shi)驗方(fang)法第5部(bu)分:溫度(du)沖擊(ji)試(shi)(shi)驗

 

4.1.2 環境效應

溫(wen)(wen)度(du)沖擊(ji)(ji)(ji)通常對(dui)靠近裝(zhuang)備(bei)(bei)外表面(mian)的(de)部分影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)更嚴重,離(li)外表面(mian)越遠(當然,與(yu)相關(guan)(guan)材料(liao)的(de)特性有(you)關(guan)(guan)),溫(wen)(wen)度(du)變化(hua)越慢(man),影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)越不明(ming)顯。運輸箱、包(bao)裝(zhuang)等還會(hui)減(jian)小溫(wen)(wen)度(du)沖擊(ji)(ji)(ji)對(dui)封(feng)閉的(de)裝(zhuang)備(bei)(bei)的(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)。急劇的(de)溫(wen)(wen)度(du)變化(hua)可能會(hui)暫(zan)時(shi)(shi)或永久地(di)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)裝(zhuang)備(bei)(bei)的(de)工(gong)作。下(xia)面(mian)是(shi)裝(zhuang)備(bei)(bei)暴露于溫(wen)(wen)度(du)沖擊(ji)(ji)(ji)環(huan)境時(shi)(shi)可能引發的(de)問題示(shi)例。考慮以(yi)下(xia)典(dian)型問題,有(you)助于確定(ding)本(ben)試(shi)驗是(shi)否(fou)適用于受試(shi)裝(zhuang)備(bei)(bei)。

A) 典(dian)型物理效應有(you):

1) 玻璃(li)容器和光學儀器的(de)碎(sui)裂(lie);

2) 運動部件的(de)卡緊或松弛(chi);

3) 爆(bao)炸物中固態藥(yao)丸(wan)或藥(yao)柱產生(sheng)裂紋;

4) 不同材料的收縮或(huo)膨脹(zhang)率、或(huo)誘發應變速率不同;

5) 零部件的(de)變形或破裂;

6) 表面(mian)涂層開裂(lie);

7) 密封(feng)艙泄漏(lou);

8) 絕緣保護失效。

b)典(dian)型(xing)化學效應有:

1)各組分分離;

2)化(hua)學(xue)試(shi)劑(ji)保護失效。

C)典型電(dian)效應(ying)有(you):

1)電(dian)氣(qi)和電(dian)子元器(qi)件的(de)變化;

2)快速冷凝水或結(jie)霜引(yin)起電子或機械故障;

3)靜(jing)電過量。

總結

溫(wen)度沖(chong)擊試驗的目的:工程研制階段(duan)可用于發現產(chan)(chan)品的設(she)計(ji)(ji)和工藝缺(que)陷;產(chan)(chan)品定型(xing)或設(she)計(ji)(ji)鑒定和量產(chan)(chan)階段(duan)用于驗證產(chan)(chan)品對(dui)溫度沖(chong)擊環(huan)境(jing)的適應(ying)性,為設(she)計(ji)(ji)定型(xing)和量產(chan)(chan)驗收決策提供依據(ju);作為環(huan)境(jing)應(ying)力篩(shai)選(xuan)應(ying)用時,目的是剔除產(chan)(chan)品的早期故障。

溫度變化試驗的(de)類型,根據IEC和國(guo)家標準,分(fen)為三種:

1、 試驗(yan)Na:規定轉換(huan)時(shi)間的(de)快(kuai)速溫度變(bian)化;空氣;

2、 試驗Nb:規定變化速(su)率(lv)的(de)溫度變化;空氣;

3、 試驗Nc:兩(liang)液(ye)槽法快(kuai)速溫度變化;液(ye)體;

上(shang)面3種試驗,1、2以空(kong)氣(qi)作為介(jie)質(zhi),第(di)3種以液體(ti)(水或(huo)其它液體(ti))作為介(jie)質(zhi)。1、2的(de)轉(zhuan)換時間較長,3的(de)轉(zhuan)換時間較短。

標(biao)準:

IEC 60068-2-14:2009《環境試驗第2~14部分:試驗方法試驗N:溫度變化》

GB/T 2423.22-2012《環境試驗第2部分:試驗方法試驗N:溫度(du)變(bian)化》

MIL-STD-810F  方法503.4:溫度沖擊試驗

GJB  150.5A-2009 《軍用裝備實(shi)驗室環境(jing)試驗方法第5部分:溫度沖擊(ji)試驗》

GJB 150.5-1986

MIL-STD-202G 方(fang)法107G:熱(re)沖擊試驗

GJB 360B-2009 《電子及電氣(qi)元件(jian)試驗方(fang)法》中的方(fang)法107溫度沖(chong)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(zi)元件通用(yong)規范---環境(jing)/耐久性 9.4.2

等標準。

試驗參(can)數包括下列各項:

——試驗(yan)室(shi)環境溫度(du);

——高溫;

——低溫;

——暴(bao)露持續時間(jian);

——轉換時間或變化速率;

——試驗循環數。

穩定時間

GJB 150.5A-2009 4.3.7 溫度穩定

試(shi)(shi)件溫度穩定(ding)(在轉換之前)的(de)時間(jian)至少應(ying)保證試(shi)(shi)件整個外部的(de)溫度均勻一致。

GB/T 2423.22-2012 環境試(shi)驗 第2部(bu)分 試(shi)驗N:溫度(du)變化

7.2.1 部分最(zui)后一(yi)句(ju):

在放入試(shi)驗樣品后,空氣溫度應在暴露(lu)持續時間的10%以內(nei)達到(dao)規(gui)定的容(rong)差(cha)范圍。

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

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