溫度沖擊試驗(yàn)的典型問題

1、溫度沖擊的定義
熱沖擊試驗(yàn)（Thermal Shock Testing）常被稱作溫度沖擊試驗(yàn)（Temperature Shock Testing）或者溫度循環(huán)（Temperature Cycling），高低溫冷熱沖擊試驗(yàn)。
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)。

2、溫度沖擊測試的目的
溫度沖擊試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)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。

3、溫度沖擊的應(yīng)用
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。

4、溫度沖擊的效應(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一直地影響裝備的工作。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(yàn)是否適用于受試裝備。

（1） 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)破裂物中固態(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。

（2） 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。

（3）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。

5、冷熱沖擊測試方法的類型
根據(jù)IEC和國家標(biāo)準(zhǔn)，分為三種：
1、試驗(yàn)Na:規(guī)定轉(zhuǎn)換時間的快速溫度變化；空氣；
2、試驗(yàn)Nb：規(guī)定變化速率的溫度變化；空氣；
3、試驗(yàn)Nc：兩液槽法快速溫度變化；液體；

上面3種試驗(yàn)，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。