温度冲击(变化)试验 设计

温度冲击(变化)试验（试验设计与试验技术）

2018年01月16

A温度

温度冲击（变化）试验采用的温度有如下几种：

1采用标准和规范中规定的温度

通常为产品（设备）在实际使用中可能遇到的最高与最低极限环境温度。对军用设备，可查阅GJB1172“军用设备气候极限”和美军表MIL-HDBK-310“研制军用产品全球气候数据”；对民品，可以用GB/T4796~GB/T4798、相关国际标准或气象局公布的气象资料等作为参考。

2按气候区中给出的温度

对高温可采用国军标GJB150A中给出的热和基本热两个气候区，这两个气候区是区分设备在太阳下储存期间很可能的经受最大加热影响。因此，从热到冷的转换应在样品稳定在其存储高温的情况下进行。在从冷到热的转换完成以后，要考虑样品的最高工作响应温度。

其他实验，如应力筛选试验，可能要求更极端的温度。

3根据现场实测的温度数据

根据现场数据或有关文件选择试验温度。若没有现场数据或文件，可以根据设备预计的部署应用情况或将要部署的区域，或根据其最极端的非工作温度来确定试验温度。除了用于应力筛选外，建议使用的范围应反应预期的使用情况，而不是某一个任意的极值范围。例如：

a设备暴露于空中飞行工作环境期间经受的热应力和温变速率取决于周围环境条件、飞行条件和机上环境控制系统的性能。不同高度上的温度可以从GJB1172.12中查到。

b空运/空投设备：这种暴露的试验条件要根据飞机货仓内（或其他运输位置）可能的条件和空投地面着落点可能的条件而定。高空中的温度可以从GJB1172.12中查到。地表高温极值应根据当地的气象记录等相关数据决定。

c地面运输/空运设备：在寒冷地区采取供暖加热措施的条件是21℃和25%的相对湿度，这些条件与北极地区和飞机上正常加热后的实际情况大致相当。

d工程设计：采用能反应预期的极端存储条件的试验条件。

4按设备高低温存储要求确定试验温度。

比较简单的办法是采用设备高温存储和低温存储的温度作为温度冲击（变化）的最高和最低温度，如GJB 548-2005“微电子试验方法和程序”中高低温要求，产品技术规范中的设计最高存储温度和最低存储温度等也可用作温度冲击（变化）的温度。、

B暴露时间

由于本试验的目的是确定快速的温度变化对设备的影响，所以样品暴露于温度极值的持续时间（等于实际工作时间，或者等于达到温度稳定所需的时间）。

C温度冲击（变化）循环次数和转换时间

a循环次数

对暴露于温度冲击（变化）条件可能性很小的设备。在每种相应的条件下只进行一次温度冲击。当预计设备比较频繁的暴露于温度冲击环境时，如果没有多少可用的数据用于证实具体的冲击次数，较好的方案是在每种条件下进行3次或3次以上的冲击。

b转换时间

转换时间尽可能短，最长不超过1min。

c温度变化速率

D样品的技术状态

样品的技术状态对试验结果有很大影响，因此，要按设备预期的存储、运输或使用时的技术状态进行试验。至少应考虑以下情况：

a装在运输/存储容器内或运输箱内；

b有保护或无保护状态；

c正常使用状态；

d为特殊用途改装后的状态；

e适用于空投的包装状态。

E相对湿度

温度变化（冲击）试验一般都不控制相对湿度。

F应用指导

当评定温度变化（冲击）试验对样品电性能和机械性能影响时，建议用规定温度变化速率的温度变化（冲击试验方法）；

当要评定温度冲击（变化）对样品机械部件、材料组合耐温度急剧变

化的适应性，以及部件的结构耐人工应力的适应性时，建议用规定的转换时间和二液槽法的温度冲击（变化）试验方法。

采用水作为介质的二液槽法只能用于密封的和对水不敏感的样品，否则造成水进入后，会使样品的性能和参数下降。

G使用限制

本试验应注意对下列情况不适用：

因其包装和安装位置等原因不可能经受急剧的极端温度变化的设备；由于发动机压缩机排出的气体，或气动加载产生的快速瞬间加热引起的温度冲击；

受火烤热后用水冷却的设备；

H试验顺序

温度冲击（变化）试验一般在高低温试验之后进行，因为可以利用高、低温试验获得的样品的温度响应特性和性能测量方面的信息，并以此来确定要采用的试验条件。

J设备要求

a两箱法：

试验应有两个试验箱，一个低温箱和一个高温箱。

在试验时，样品的安装架或支撑架的热传导率应尽量低。实际上，样品和安装架或支撑架之间应是隔热的，不会传递热量。

b一箱法：

c二液槽法。

K影响机理和失效模式

温度冲击（变化）主要是影响靠近产品（设备）外面的部位，而离产品（设备）外表面越远，温度冲击变化越慢，影响越不明显。如果设备装在运输箱、包装物中，也会减小温度冲击对封闭设备的影响。

a典型物理失效

玻璃容器和光学仪器的碎裂；

运动部件的卡紧或松弛

零部件的变形或破裂

表面涂层开裂、脱落

密封舱泄露、密封外壳开裂、填充材料泄露等现象

绝缘保护失效

各组分分离，或化学试剂保护失效；

快速冷凝水或结霜引起电子或机械故障；

爆炸物中固态药丸或药柱产生裂纹；

b典型化学失效

灌封材料或密封化合物龟裂破碎。

c电性能失效

电气和电子元器件及整机电性能下降；

静电过量。

备注：温度（冲击）变化试验的另一种用途是作为考量安全性要求下对可能出现的潜在的安全性问题和缺陷的筛选手段，是一种用于考核产品安全设计（是指只要试验条件不超过设备的设计极限的极端温度变化速率）、生产工艺、剔除潜在缺陷的方法。