耐温度交变检测
耐温度交变检测,又称温度循环试验或温度冲击试验,是评价产品、材料或元器件在快速或剧烈温度变化环境下性能稳定性和可靠性的关键试验项目。它模拟产品在运输、存储或使用过程中可能遭遇的极端温度波动环境(如从寒冷的室外环境进入温暖的室内环境,或设备在短时间内反复启停造成的温度剧烈变化),检验试样抵抗由温度梯度引发的内应力、热膨胀不匹配所导致的物理损伤(如开裂、分层、变形)和功能失效(如电气性能漂移、接触不良)的能力。该检测对于确保电子产品、汽车零部件、航空航天器件、密封材料、涂层等高可靠性产品的长期稳定运行至关重要,是产品设计、质量控制及可靠性认证的核心环节。
检测项目
耐温度交变检测主要评估以下关键项目:
- 外观与结构完整性: 检测试样在经历多次温度循环后是否出现开裂、龟裂、变形、分层、起泡、剥落、密封失效等物理损伤。
- 电气性能稳定性: 对于电子元器件和组件,测试其电气参数(如电阻、电容、电感、绝缘电阻、介电强度、导通性)是否发生超差漂移或瞬断。
- 机械性能变化: 评估材料或连接部位的机械强度(如拉伸强度、剪切强度、粘接力)是否因热疲劳而下降。
- 功能可靠性: 检验产品在温度交变后能否正常启动、运行和完成设计功能。
- 温度冲击次数/循环寿命: 确定试样在失效前能承受的特定温度变化循环次数。
检测仪器
进行耐温度交变检测的核心设备是:
- 冷热冲击试验箱 (Thermal Shock Chamber):
- 两箱式冲击试验箱: 包含独立的高温箱和低温箱。试样通过吊篮或移动平台在设定的时间内,在高温区和低温区之间快速转换(转换时间通常要求≤15秒或≤5秒),实现温度的剧烈冲击。
- 三箱式冲击试验箱: 包含高温箱、低温箱和测试区(或称转换区)。试样位于测试区,通过风门切换将高温或低温气流快速引入测试区,实现温度冲击。此方式试样静止,避免机械移动可能带来的干扰。
- 关键性能参数:
- 温度范围:低温可达-70°C甚至更低(常需液氮辅助制冷),高温可达+200°C或更高。
- 升/降温速率:高温区与低温区自身需具备快速升降温能力。
- 转换时间:试样从一个温区暴露到另一个温区的暴露所需时间,是核心指标,通常要求极短(如5秒、10秒或15秒)。
- 温场均匀性及波动度:确保测试区内温度分布均匀且稳定。
检测方法
标准的耐温度交变检测方法通常遵循以下主要步骤:
- 预处理: 试样在标准大气条件下(如23°C±2°C, 50%±10%RH)进行状态调节。
- 初始检测: 记录试样在试验前的状态(外观、尺寸、电气及功能性能)。
- 设定试验条件:
- 选定高温温度值(如+125°C, +150°C)和低温温度值(如-40°C, -55°C)。
- 设定在每个极端温度下的保温时间(Dwell Time,如30分钟、60分钟),确保试样整体达到设定温度。
- 设定转换时间(Transfer Time,如≤1分钟或更短)。
- 设定总循环次数(如50次、100次、1000次或直到失效)。
- 执行试验:
- 将试样放入试验箱。
- 按照设定的程序自动循环: 高温保温 -> 快速转换到低温 -> 低温保温 -> 快速转换回高温 -> 如此往复循环。
- 中间检测(可选): 在特定循环次数后取出试样,在标准大气条件下恢复规定时间(如2小时)后进行规定项目的检测。
- 恢复: 完成规定的循环次数后,试样在标准大气条件下恢复足够长的时间(通常≥1小时,具体按标准规定)。
- 最终检测: 对试样进行全面的外观检查、尺寸测量、电气性能测试和功能测试,并与初始检测结果对比。
检测标准
耐温度交变检测遵循一系列国际、国家及行业标准,确保测试的一致性和可比性。主要标准包括:
- 国际电工委员会 (IEC):
- IEC 60068-2-14: Environmental testing - Part 2-14: Tests - Test N: Change of temperature. 这是最基础、应用最广泛的温度变化试验标准,详细规定了试验方法(包括Na, Nb速率不同的变化和Nc温度冲击)。
- 国际标准化组织 (ISO):
- 一些特定产品标准中会引用或包含耐温度交变的测试要求。
- 中国国家标准 (GB):
- GB/T 2423.22-2012 / IEC 60068-2-14:2009: 环境试验 第2部分:试验方法 试验N:温度变化。 等同采用IEC标准。
- 美国材料与试验协会 (ASTM):
- ASTM D618: Standard Practice for Conditioning Plastics for Testing. 包含塑料预处理要求,可能涉及温度调节。
- ASTM B553: Standard Test Method for Thermal Cycling of Electroplated Plastics. 针对电镀塑料的热循环测试。
- 特定材料(如粘合剂ASTM D1183, D2295)或产品会有相关热冲击测试方法。
- 美国汽车工程师学会 (SAE):
- SAE J1211: Handbook for Robustness Validation of Automotive Electrical/Electronic Modules. 汽车电子模块可靠性验证手册,包含温度冲击要求。
- 电子器件工程联合委员会 (JEDEC):
- JESD22-A104: Temperature Cycling. 针对半导体器件的温度循环测试标准。
- JESD22-A106: Thermal Shock. 针对半导体器件的热冲击(温度冲击)测试标准。
- 行业/企业标准: 各大型企业(尤其在汽车、航空航天、通信领域)通常会制定更严格或针对性更强的内部标准或规范。
选择具体标准时,需要根据试样的类型(材料、元器件、组件、整机)、应用领域(民用、工业、汽车、军用、航天)以及客户或认证机构的特定要求来决定。标准中会明确规定试验条件(温度范围、保温时间、转换时间、循环次数)、试样状态、检测项目及接收/拒收准则。
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