在當今科技飛速發(fā)展的時代，各類產(chǎn)品面臨著日益復雜的使用環(huán)境。其中，溫度急劇變化對產(chǎn)品質(zhì)量和壽命構成了嚴峻挑戰(zhàn)。溫度沖擊試驗，作為一項重要的環(huán)境可靠性測試，正成為眾多行業(yè)不可或缺的檢測環(huán)節(jié)。

溫度沖擊試驗概述

溫度沖擊試驗，又稱為熱沖擊試驗或溫度循環(huán)試驗

，廣泛應用于科研機構、高等院校、工業(yè)生產(chǎn)單位及軍工領域。這項測試主要評估各種工業(yè)產(chǎn)品在快速溫度變化環(huán)境下的適應能力，測試對象涵蓋電工產(chǎn)品、電子設備、半導體元件、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標準的定義，當產(chǎn)品周圍環(huán)境溫度以超過10℃/分鐘的速率急劇變化時，即可被視為溫度沖擊環(huán)境。這一標準與美國軍用標準MIL-STD-810F中的相關定義高度一致，體現(xiàn)了國際社會對這一測試方法的共識。

溫度沖擊試驗的目的

1.產(chǎn)品研發(fā)階段

溫度沖擊試驗能夠有效暴露產(chǎn)品在設計方案和制造工藝中的潛在缺陷。

通過模擬極端溫度條件，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

該測試驗證的是產(chǎn)品對溫度沖擊環(huán)境的耐受能力，為產(chǎn)品能否批量生產(chǎn)提供關鍵數(shù)據(jù)支持。這一階段的測試結果直接影響企業(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)境應力篩選的重要手段，能夠有效識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，降低市場故障率。

溫度沖擊的現(xiàn)實應用場景

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

當設備通電工作時，內(nèi)部會產(chǎn)生明顯的溫度梯度。

例如，在大功率電阻器周圍，熱輻射會導致鄰近元器件表面溫度迅速升高，而設備其他部分可能仍保持較低溫度。同樣，當冷卻系統(tǒng)啟動時，通過人工方式降溫的元器件也會經(jīng)歷快速的溫度變化。在制造過程中，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)品壽命的關鍵參數(shù)。

冷熱沖擊測試的三種主要方法

1.試驗Na方法：

側重于規(guī)定轉換時間的快速溫度變化測試，使用空氣作為傳熱介質(zhì)。

2.試驗Nb方法：

關注的是規(guī)定變化速率的溫度變化測試，同樣以空氣為介質(zhì)。

3.試驗Nc方法：

即兩液槽法快速溫度變化測試，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：前兩種空氣介質(zhì)方法的溫度轉換時間相對較長，而第三種液體介質(zhì)方法則能實現(xiàn)更快速的溫度切換。測試方法的選擇取決于產(chǎn)品的實際使用環(huán)境和測試目的。

溫度沖擊試驗的行業(yè)應用

軌道交通：信號系統(tǒng)、閘機、售票機、高/地鐵門、制動系統(tǒng)等；汽車行業(yè)：車載多媒體、發(fā)動機、內(nèi)外飾、開關、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、按摩椅等控制器、信息產(chǎn)品、電動工具等；軍工行業(yè)：軍用線纜、艦載控制柜、軍用通信設備等；醫(yī)療行業(yè)：醫(yī)用監(jiān)視設備、激光手術設備等；民用通訊：手機、無線設備、路由器、遙控器等；其他行業(yè)：變頻器、鋼結構、工程機械、重工等。

溫度沖擊測試的標準體系

目前，行業(yè)內(nèi)普遍采用的測試標準包括：針對電子產(chǎn)品的GB/T 2423系列國家標準；軍工領域的GJB 150.5系列標準；汽車電子行業(yè)的ISO 16750國際標準；以及美國軍用標準MIL-STD-810。此外，許多大型企業(yè)還會根據(jù)自身產(chǎn)品特點制定更為嚴格的企業(yè)標準(Q/XXX)，以進一步提升產(chǎn)品質(zhì)量和市場競爭力。

結語

溫度沖擊試驗作為環(huán)境可靠性測試的重要組成部分，其價值已得到全球工業(yè)界的廣泛認可。通過科學模擬產(chǎn)品在運輸、存儲和使用過程中可能遭遇的溫度急劇變化環(huán)境，這項測試為企業(yè)改進產(chǎn)品設計、優(yōu)化生產(chǎn)工藝提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。