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全面解剖温度循环试验与冷热冲击试验之间的区别

作者: salmon范 编辑: 瑞凯仪器 来源: www.riukai.com 发布日期: 2020.09.15

    一、温度冲击试验

    温度冲击试验是确定产品在温度急剧变化的气候环境下储存、运输、使用的适应性。试验的严苛程度取决于高/低温、驻留时间、循环数。参考的测试标准:IEC60068-2-14,GB2423.22,GJB150.5 等。
    温度冲击试验目的是为了在较短的时间内确认产品特性的变化,以及由于构成元器件的异种材料热膨胀系数不同而造成的故障问题。这些变化可以通过将元器件迅速交替地暴露于超高温和超低温的试验环境中观察到。
    温度冲击试验不同于环境模拟试验,它是通过冷热温度冲击发现在常温状态下难以发现的潜在故障问题。决定冷热温度冲击试验的主要因素有:试验温度范围、暴露时间、循环次数、试验样品重量及热负荷等。
    温度冲击设备有:两箱法温度冲击试验箱、三箱法温度冲击试验箱和液槽式 温度冲击试验箱三种,其中设备内湿度不能超过50%RH即20g/m3。
    常做的快捷温度冲击的条件: -65℃,150℃, 停留时间14min,循环次数:300个。

    注意产品可靠性试验结束后应对样品有1~2小时的恢复期。

冷热冲击试验箱-瑞凯仪器

冷热冲击试验箱

    二、冷热温度冲击对产品的影响

    高温和低温的失效都会反映在冷热温度冲击试验中,冷热冲击试验只是加速了高温和低温失效的产生。下面归纳了实际生产或使用环境中存在的具有代表性的冷热温度冲击环境,这些冷热冲击环境常常是导致产品失效的主要原因。
    1.温度的极度升高导致焊锡回流现象出现;
    2.启动马达时周围器件的温度急速升高,关闭马达时周围器件会出现温度骤然下降;
    3.设备从温度较高的室内移到温度相对较低的室外,或者从温度相对较低的室外移到温度较高的室内;
    4.设备可能在温度较低的环境中连接到电源上,导致设备内部产生陡峭的温度梯度。在温度较低的环境中切断电源可能会导致设备内部产生相反方向陡峭的温度梯度;
    5.设备可能会因为降雨而突然冷却;
    6.当航空器起飞或者降落时,航空器机载外部器材可能会出现温度的急剧变化。升温/降温速率不低于30℃/分钟。温度变化范围很大,同时试验严酷度还随着温度变化率的增加而增加。
    温度冲击试验与温度循环试验的差异主要是应力负荷机理不同。温度冲击试验主要考察由于蠕变及疲劳损伤引起的失效,而温度循环主要考察由于剪切疲劳引起的失效。
    温度冲击试验容许使用二槽式试验装置;温度循环试验使用单槽式试验装置。在二槽式箱体内,温度变化率要大于50℃/分钟。

    三、温度循环试验

    影响筛选结果的主要参数为温度变化范围、温度变化速率及循环次数。通常适用于组件级筛选。筛选温度时间历程考虑受筛产品通电和不通电两种情况。激发的故障模式主要有:
    a)使涂层、材料或线头上各种微观裂纹扩大。
    b)使粘结不好的接头松弛。
    c)使螺钉连接或铆接不当的接头松弛。
    d)使机械张力不足的压配接头松弛。
    e)使质量差的钎焊接触电阻加大或造成开路。

    f)粒子污染。

温度循环试验箱-瑞凯仪器

温度循环试验箱

    四、温度循环试验与冷热冲击试验的区别与联系

   1 、冷热冲击试验的温度转换速度非常快,一般从最高温到最低温转换时间在3~5分钟之内可完成,也叫高低温冲击试验或快速温变试验。升温/降温速率不低于30℃/分钟。温度变化范围很大,同时试验严酷度还随着温度变化率的增加而增加。
    2、温度循环试验相对转换速度要慢,由于试验需求的多样性,厂家会依客人要求制造各种非标准产品,不同的配置要求速度是不一样的,一般升降温速度在1~3℃/分钟左右。温度循环将试验样品曝露于已设的高低温交替的试验环境中。为避开温度冲击影响,试验时的温度变化率必须小于20℃/分钟。同时,为达到蠕变及疲劳损伤的效果,推荐试验温度循环为25℃~ 100℃,或者也可根据产品的用途使用0℃~100℃的循环试验,曝露时间为各15分钟。
    3、冷热冲击试验无湿度,温度循环试验可选择做湿度试验。
    4、温度冲击试验与温度循环试验的差异主要是应力负荷机理不同。温度冲击试验主要考察由于蠕变及疲劳损伤引起的失效,而温度循环主要考察由于剪切疲劳引起的失效。
    5、温度冲击试验容许使用二槽式试验装置;温度循环试验使用单槽式试验装置。在二槽式箱体内,温度变化率要大于50℃/分钟。
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