溫度沖擊及溫度沖擊試驗學習資料

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。

個人認為不能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)實情況要嚴苛。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。

溫度變化原因有很多，相關(guān)標準里面都有提及：

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

3 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，可預見快速的溫度變化：

——當設(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；

——安裝于外部的機載設(shè)備中；

——在某些運輸和貯存條件下。

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**裝備實驗室環(huán)境試驗方法第5部分：溫度沖擊試驗

3.2應用

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

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

3.2.2安全性和環(huán)境應力篩選

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)境應力篩選（ESS），但經(jīng)適當工程處理后，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。

溫度沖擊的效應

GJB 150.5A-2009**裝備實驗室環(huán)境試驗方法第5部分：溫度沖擊試驗

4.1.2 環(huán)境效應

溫度沖擊通常對靠近裝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**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) 典型物理效應有：

1) 玻璃容器和光學儀器的碎裂；

2) 運動部件的卡緊或松弛；

3) **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) 表面涂層開裂；

7) 密封艙泄漏；

8) 絕緣保護失效。

b)典型化學效應有：

1）各組分分離；

2）化學試劑保護失效。

C）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(jié)霜引起電子或機械故障；

3）靜電過量。

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)境應力篩選應用時，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和國家標準，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。