溫度沖擊試驗與溫度循環(huán)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(huán)主要考察由于剪切疲勞引起的失效。
各種試驗目的及環(huán)境條件對比:
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(huán)試驗使用單槽式試驗裝置。在二槽式箱體內(nèi),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(huán)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(nèi)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(jù)產(chǎn)品在實際應用過程中,所處的地理位置情況、現(xiàn)場數(shù)據(jù)等確定試驗溫度,也可根據(jù)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(xù)時間
試驗持續(xù)時間(沖擊次數(shù))的確定,應根據(jù)產(chǎn)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(jù)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(chǎn)品,在每種相應條件下進行至少一次沖擊;
2)根據(jù)恒定極值溫度的單循環(huán)沖擊,針對暴露于溫度沖擊環(huán)境可能僅為一次的設備;
3)根據(jù)恒定極值溫度的多循環(huán)沖擊,當預測產(chǎn)品更頻繁地暴露于沖擊環(huán)境時,幾乎沒有用于證實具體沖擊次數(shù)的可用數(shù)據(jù)。
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(huán)沖擊
圖3-恒定極值溫度的多循環(huán)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(xiàn)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。
2、溫度循環(huán)試驗
溫度循環(huán)就是將試驗樣品暴露于預設的高低溫交替的試驗環(huán)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(huán)為25℃~100℃,或者也可根據(jù)產(chǎn)品的用途使用0℃~100℃的循環(huán)試驗,曝露時間為各15分鐘。
溫度循環(huán)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(huán)次數(shù)。試驗的嚴苛程度取決于高/低溫、濕度和曝露持續(xù)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
3、環(huán)境應力篩選試驗
對產(chǎn)品施加環(huán)境應力促使早期失效產(chǎn)品存在的潛在缺陷盡快暴露而予以剔除。