在當(dāng)今科技飛速發(fā)展的時(shí)代，各類產(chǎn)品面臨著日益復(fù)雜的使用環(huán)境。其中，溫度急劇變化對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和壽命構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。溫度沖擊試驗(yàn)，作為一項(xiàng)重要的環(huán)境可靠性測(cè)試，正成為眾多行業(yè)不可或缺的檢測(cè)環(huán)節(jié)。

溫度沖擊試驗(yàn)概述

溫度沖擊試驗(yàn)，又稱為熱沖擊試驗(yàn)或溫度循環(huán)試驗(yàn)

，廣泛應(yīng)用于科研機(jī)構(gòu)、高等院校、工業(yè)生產(chǎn)單位及軍工領(lǐng)域。這項(xiàng)測(cè)試主要評(píng)估各種工業(yè)產(chǎn)品在快速溫度變化環(huán)境下的適應(yīng)能力，測(cè)試對(duì)象涵蓋電工產(chǎn)品、電子設(shè)備、半導(dǎo)體元件、電子線路板、金屬材料及精密軸承等各類工業(yè)材料。根據(jù)GJB 150.5A-2009標(biāo)準(zhǔn)的定義，當(dāng)產(chǎn)品周圍環(huán)境溫度以超過(guò)10℃/分鐘的速率急劇變化時(shí)，即可被視為溫度沖擊環(huán)境。這一標(biāo)準(zhǔn)與美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-810F中的相關(guān)定義高度一致，體現(xiàn)了國(guó)際社會(huì)對(duì)這一測(cè)試方法的共識(shí)。

溫度沖擊試驗(yàn)的目的

1.產(chǎn)品研發(fā)階段

溫度沖擊試驗(yàn)?zāi)軌蛴行П┞懂a(chǎn)品在設(shè)計(jì)方案和制造工藝中的潛在缺陷。

通過(guò)模擬極端溫度條件，工程師可以在產(chǎn)品量產(chǎn)前發(fā)現(xiàn)并解決這些問(wèn)題，避免后期大規(guī)模召回或維修造成的損失。2.產(chǎn)品定型與量產(chǎn)階段

該測(cè)試驗(yàn)證的是產(chǎn)品對(duì)溫度沖擊環(huán)境的耐受能力，為產(chǎn)品能否批量生產(chǎn)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。這一階段的測(cè)試結(jié)果直接影響企業(yè)的投產(chǎn)決策，是保障產(chǎn)品質(zhì)量的重要屏障。

3.產(chǎn)品篩選環(huán)節(jié)

溫度沖擊作為環(huán)境應(yīng)力篩選的重要手段，能夠有效識(shí)別并剔除那些存在早期故障的產(chǎn)品，提高出廠產(chǎn)品的整體可靠性，降低市場(chǎng)故障率。

溫度沖擊的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景

在現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用中，溫度變化對(duì)電子設(shè)備和元器件的影響尤為顯著。當(dāng)設(shè)備處于非工作狀態(tài)時(shí)，其內(nèi)部零部件的溫度變化通常比外部部件更為緩慢，這種溫差會(huì)導(dǎo)致材料膨脹系數(shù)不一致，進(jìn)而產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。實(shí)際應(yīng)用中，溫度急劇變化的情況：設(shè)備從恒溫舒適的室內(nèi)環(huán)境突然轉(zhuǎn)移到嚴(yán)寒或酷熱的戶外環(huán)境；精密儀器意外遭遇雨水沖刷或浸入冷水導(dǎo)致的急速降溫；安裝在飛機(jī)外部的機(jī)載設(shè)備在高空低溫與地面高溫間的循環(huán)切換；以及在特定運(yùn)輸和存儲(chǔ)條件下經(jīng)歷的溫差波動(dòng)。

當(dāng)設(shè)備通電工作時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生明顯的溫度梯度。

例如，在大功率電阻器周圍，熱輻射會(huì)導(dǎo)致鄰近元器件表面溫度迅速升高，而設(shè)備其他部分可能仍保持較低溫度。同樣，當(dāng)冷卻系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)人工方式降溫的元器件也會(huì)經(jīng)歷快速的溫度變化。在制造過(guò)程中，焊接、封裝等工藝環(huán)節(jié)也可能引起元器件的快速溫度變化。

在這些情況下，溫度變化的頻次、幅度以及變化間隔都成為影響產(chǎn)品壽命的關(guān)鍵參數(shù)。

冷熱沖擊測(cè)試的三種主要方法

1.試驗(yàn)Na方法：

側(cè)重于規(guī)定轉(zhuǎn)換時(shí)間的快速溫度變化測(cè)試，使用空氣作為傳熱介質(zhì)。

2.試驗(yàn)Nb方法：

關(guān)注的是規(guī)定變化速率的溫度變化測(cè)試，同樣以空氣為介質(zhì)。

3.試驗(yàn)Nc方法：

即兩液槽法快速溫度變化測(cè)試，采用液體(通常是水或其他特定液體)作為傳熱介質(zhì)。這三種方法各有特點(diǎn)：前兩種空氣介質(zhì)方法的溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，而第三種液體介質(zhì)方法則能實(shí)現(xiàn)更快速的溫度切換。測(cè)試方法的選擇取決于產(chǎn)品的實(shí)際使用環(huán)境和測(cè)試目的。

溫度沖擊試驗(yàn)的行業(yè)應(yīng)用

軌道交通：信號(hào)系統(tǒng)、閘機(jī)、售票機(jī)、高/地鐵門(mén)、制動(dòng)系統(tǒng)等；汽車行業(yè)：車載多媒體、發(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)外飾、開(kāi)關(guān)、剎車系統(tǒng)等；

光伏行業(yè)：光伏逆變器、電源、銅排等；電子電工：冰箱、洗衣機(jī)、按摩椅等控制器、信息產(chǎn)品、電動(dòng)工具等；軍工行業(yè)：軍用線纜、艦載控制柜、軍用通信設(shè)備等；醫(yī)療行業(yè)：醫(yī)用監(jiān)視設(shè)備、激光手術(shù)設(shè)備等；民用通訊：手機(jī)、無(wú)線設(shè)備、路由器、遙控器等；其他行業(yè)：變頻器、鋼結(jié)構(gòu)、工程機(jī)械、重工等。

溫度沖擊測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)體系

目前，行業(yè)內(nèi)普遍采用的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)包括：針對(duì)電子產(chǎn)品的GB/T 2423系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；軍工領(lǐng)域的GJB 150.5系列標(biāo)準(zhǔn)；汽車電子行業(yè)的ISO 16750國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；以及美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-810。此外，許多大型企業(yè)還會(huì)根據(jù)自身產(chǎn)品特點(diǎn)制定更為嚴(yán)格的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(Q/XXX)，以進(jìn)一步提升產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

結(jié)語(yǔ)

溫度沖擊試驗(yàn)作為環(huán)境可靠性測(cè)試的重要組成部分，其價(jià)值已得到全球工業(yè)界的廣泛認(rèn)可。通過(guò)科學(xué)模擬產(chǎn)品在運(yùn)輸、存儲(chǔ)和使用過(guò)程中可能遭遇的溫度急劇變化環(huán)境，這項(xiàng)測(cè)試為企業(yè)改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、優(yōu)化生產(chǎn)工藝提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。