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溫度沖擊試驗與溫度循環試驗，該如何選擇？

發表時間:2023-12-26 11:44:35

溫度沖擊試驗與溫度循環試驗的差異主要是應力負荷機理不同。溫度沖擊試驗主要考察由于蠕變及疲勞損傷引起的失效，而溫度循環主要考察由于剪切疲勞引起的失效。

各種試驗目的及環境條件對比：

一、溫度沖擊試驗

升溫/降溫速率不低于30℃/分鐘。溫度變化范圍很大，同時試驗嚴酷度還隨著溫度變化率的增加而增加。

溫度沖擊試驗容許二槽式試驗裝置，溫度循環試驗使用單槽式試驗裝置。在二槽式箱體內，溫度變化率要大于50℃/分鐘。

引起溫度沖擊的原因：回流焊、干燥、再加工、修理等制造、修理工藝中劇烈的溫度變化。

加速應力試驗：加速試驗是使用比在實際環境中更短的時間，對試驗樣品進行的加速試驗，以考察其失效機理。試驗的加速就是采用加大應力的方法促使試驗樣品在短期內失效，但是必須避免其他應力引起的失效機理。

那么，進行溫度沖擊試驗有哪些重要因素呢？

1. 暴露條件

依據產品在實際應用過程中，所處的地理位置情況、現場數據等確定試驗溫度，也可根據其最極端的非工作溫度要求來確定試驗溫度。

2. 高低溫持續時間

試驗持續時間（沖擊次數）的確定，應根據產品實際應用過程中遇到的情況來確定。因此，有以下幾種情況的沖擊試驗：

1）根據恒定極值溫度的單方向溫度沖擊，針對暴露于單方向溫度沖擊可能性很小的產品，在每種相應條件下進行至少一次沖擊；

2）根據恒定極值溫度的單循環沖擊，針對暴露于溫度沖擊環境可能僅為一次的設備；

3）根據恒定極值溫度的多循環沖擊，當預測產品更頻繁地暴露于沖擊環境時，幾乎沒有用于證實具體沖擊次數的可用數據。

圖1-恒定極值溫度的單方向溫度沖擊

圖2 -恒定極值溫度的單循環沖擊

圖3-恒定極值溫度的多循環沖擊

3. 轉換時間

GJB 150中要求高低溫極值之間的轉換時間不大于5min；而GJB 150A中要求轉換時間不大于1min，以達到最大的溫度沖擊效果。當轉換時間超過1min時，應說明超時的合理性。

4. 溫度變化速率

具體體現在升溫/降溫速率不低于30℃/分鐘。溫度變化范圍很大，同時試驗嚴酷度還隨著溫度變化率的增加而增加。

二、溫度循環試驗

溫度循環就是將試驗樣品暴露于預設的高低溫交替的試驗環境中。為避免溫度沖擊的影響，試驗時溫度變化率必須小于20℃/分鐘。同時，為達到蠕變及疲勞損傷的效果，推薦試驗溫度循環為25℃~100℃，或者也可根據產品的用途使用0℃~100℃的循環試驗，曝露時間為各15分鐘。

溫度循環的技術指標包括：高溫溫度、高溫保持時間、下降速率、低溫溫度、低溫保持時間、上升速率、循環次數。試驗的嚴苛程度取決于高/低溫、濕度和曝露持續時間。

測試參考標準有 : GB/T 2423.34-2012、IEC 60068-2-38：2009、JESD22-A104F：2020等。

圖4-常見溫循試驗曲線圖

三、環境應力篩選試驗

對產品施加環境應力促使早期失效產品存在的潛在缺陷盡快暴露而予以剔除。