湿热循环试验检测
湿热循环试验是一种重要的环境可靠性测试方法,主要用于评估产品或材料在温度、湿度周期性变化的严苛环境下的适应性和耐久性。该试验模拟自然界或特定使用环境中常见的湿热交替条件(如昼夜温差、季节性变化、海洋环境或密闭空间冷凝),考察产品在经历反复的温度升降和湿度饱和/干燥循环后,其物理、化学性能及电气特性的变化情况。这类试验对于暴露在户外或温湿度变化剧烈环境中的产品(如电子元器件、汽车零部件、航空航天设备、材料涂层、包装材料、军工产品等)至关重要,有助于提前发现潜在的材料劣化、腐蚀、形变、电气性能下降等问题,从而优化产品设计、提升质量、保障安全性和延长使用寿命。
主要检测项目
湿热循环试验通常关注以下关键性能指标的变化:
- 外观变化: 检查产品表面是否有起泡、开裂、剥落、变色、锈蚀、霉变等现象。
- 尺寸稳定性: 测量产品在试验前后的尺寸变化,评估其膨胀、收缩或变形程度。
- 机械性能: 测试材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击韧性、硬度等力学性能的变化。
- 电气性能: 尤其针对电子电工产品,检测其绝缘电阻、介电强度、接触电阻、导电性能的变化,评估是否存在短路、断路或性能漂移风险。
- 密封性能: 评估密封件(如O型圈、密封胶)在湿热交变后是否失效,内部是否渗入湿气或产生凝露。
- 材料相容性: 观察不同材料在湿热环境下是否发生化学反应(如腐蚀)、界面分离或性能相互干扰。
- 功能可靠性: 试验后对产品进行功能性测试,确保其仍能正常工作。
关键检测仪器
湿热循环试验的核心设备是精密的环境试验箱,具体指:
- 可程式恒温恒湿试验箱 (Temperature Humidity Chamber): 这是执行湿热循环试验的核心设备。它需具备精确控制温度(范围通常覆盖-70°C ~ +150°C或更宽)和相对湿度(范围通常为20% RH ~ 98% RH)的能力,并能按照预设的曲线(如矩形波、锯齿波)进行快速、平稳的温度和湿度变换。先进的设备通常配备触摸屏控制器,可以编程复杂的循环剖面。
- 辅助设备:
- 数据采集系统: 用于实时监测和记录箱内温湿度以及放置在试品上的传感器(如热电偶、湿度传感器)数据。
- 性能测试设备: 根据具体的检测项目,可能需要在试验过程中或试验后使用相应的测试设备,如绝缘电阻测试仪、万用表、拉力试验机、显微镜、盐雾试验箱(用于后续腐蚀评价)等。
常用检测方法
湿热循环试验的具体方法主要由选定的标准和产品的特定要求决定,但通常遵循以下核心流程和模式:
- 试样准备: 选择代表性样品,清洁并记录初始状态(外观、尺寸、性能参数)。
- 试验条件设定: 根据标准或规范要求,在试验箱控制器上设置温度上限、温度下限、相对湿度上限(通常在高温段设定)、每个温湿度阶段的保持时间(Dwell Time)、温度升降速率(Ramp Rate)以及循环次数(Number of Cycles)。
- 典型循环模式:
- 恒定湿热: 在固定温度和固定高湿度下持续进行(虽非严格循环,但有时作为基础参照)。
- 交变湿热(温湿度循环): 最常见模式。一个典型循环可能包括:从室温快速升温至高温度(如55°C/60°C/85°C)并保持一段时间(使样品温度稳定),同时将湿度升至目标值(如85%RH/93%RH/95%RH)并保持;然后快速降温至低温度(如-10°C/-25°C/-40°C)并保持(此阶段湿度通常无法控制或自然降低);最后再升温回到高温高湿阶段,如此反复循环。
- 冷凝模式: 一种更严酷的测试,在低温阶段结束后,以非常快的升温速率(如 >3°C/min)升至高温高湿阶段,从而在样品表面产生大量凝露。
- 中间检测 (Intermittent Measurements): 对于长周期试验,可能需要在指定循环次数后取出样品,在标准大气条件下恢复(Recovery Period)后,进行外观检查和特定性能的快速测量。
- 最终检测: 完成规定的循环次数后,样品在标准大气条件(如23±2°C, 50±5% RH)下恢复规定时间(通常24或48小时),然后进行全面、详细的检测和性能测试,并与初始状态对比。
主要检测标准
湿热循环试验依据的标准繁多,不同行业和应用领域有不同的侧重。以下是一些广泛采用或具有代表性的标准:
- 基础通用标准:
- IEC 60068-2-30: Environmental testing – Part 2-30: Tests – Test Db: Damp heat, cyclic (12h + 12h cycle). (国际电工委员会,交变湿热试验的经典标准)
- IEC 60068-2-38: Environmental testing – Part 2-38: Tests – Test Z/AD: Composite temperature/humidity cyclic test. (更复杂的组合循环)
- GB/T 2423.4: 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Db:交变湿热(12h+12h循环) (中国国家标准,等同采用IEC 60068-2-30)
- GB/T 2423.34: 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Z/AD:温度/湿度组合循环试验 (中国国家标准,等同采用IEC 60068-2-38)
- 行业专用标准:
- 汽车电子: ISO 16750-4 (道路车辆 电气和电子设备的环境条件和试验 第4部分:气候负荷), AEC-Q100 (汽车电子委员会可靠性测试标准,包含相关测试)。
- 航空航天: RTCA DO-160 (机载设备环境条件和试验程序), MIL-STD-810 (美军标环境工程考虑和实验室试验)。
- 消费电子/通信: Telcordia GR-63-CORE (NEBS 物理环境保护要求), JESD22-A101 (稳态温湿度偏压寿命试验), JESD22-A110 (高加速温湿度应力试验HAST)。
- 材料/涂层: ASTM D2247 (涂层在100%相对湿度下的耐水性测试 - 常用作恒定湿热参考), ISO 6270 (色漆和清漆 耐湿性的测定)。
在选择和执行湿热循环试验时,必须严格遵循所依据的标准规定(包括温湿度范围、保持时间、循环次数、转换速率、恢复条件、检测项目和方法等),因为细微的差异都可能导致试验结果的显著不同。该试验是评估产品环境适应性和可靠性的重要环节。
CMA认证
检验检测机构资质认定证书
证书编号:241520345370
有效期至:2030年4月15日
CNAS认可
实验室认可证书
证书编号:CNAS L22006
有效期至:2030年12月1日
ISO认证
质量管理体系认证证书
证书编号:ISO9001-2024001
有效期至:2027年12月31日