我們來(lái)詳細(xì)探討一下“冷熱沖擊測(cè)試”。

這是一個(gè)非常重要且常見(jiàn)的環(huán)境可靠性測(cè)試項(xiàng)目，主要用于評(píng)估產(chǎn)品在極端溫度快速變化條件下的耐受能力和適應(yīng)性。

一、什么是冷熱沖擊測(cè)試？

冷熱沖擊測(cè)試，也稱為溫度沖擊測(cè)試或熱休克測(cè)試，是一種將測(cè)試樣品暴露于極端高溫和極端低溫環(huán)境中，并在兩者之間進(jìn)行快速轉(zhuǎn)換的試驗(yàn)。

其核心特點(diǎn)是溫度的劇烈、快速變化，而不是緩慢的升降溫。這種測(cè)試的目的是在短時(shí)間內(nèi)模擬并加速產(chǎn)品在生命周期中可能遇到的極端溫度變化情況，例如：

• ?

  電子產(chǎn)品：從溫暖的室內(nèi)突然拿到寒冷的室外使用。

  
  

• ?

  汽車零部件：發(fā)動(dòng)機(jī)部件在寒冷冬季啟動(dòng)后瞬間升溫。

  
  

• ?

  航空航天設(shè)備：航天器進(jìn)出大氣層或衛(wèi)星從地球陰影區(qū)進(jìn)入日照區(qū)。

  
  

• ?

  戶外設(shè)備：經(jīng)歷晝夜極大的溫差。

  
  

二、測(cè)試目的與意義

該測(cè)試的主要目的不是模擬產(chǎn)品在穩(wěn)定溫度下的工作狀態(tài)，而是檢驗(yàn)產(chǎn)品因其結(jié)構(gòu)、材料特性在溫度急劇變化時(shí)產(chǎn)生的抵抗能力和失效情況。

具體而言，它可以揭示以下問(wèn)題：

1. 1.

   材料問(wèn)題：

   
   

• ?

  不同材料（如金屬、塑料、陶瓷）之間熱膨脹系數(shù)不匹配導(dǎo)致的裂紋、斷裂或密封失效。

  
  

• ?

  涂層、漆層起泡或剝落。

  
  

• ?

  塑料件脆化、開(kāi)裂。

  
  

2. 2.

   電氣性能問(wèn)題：

   
   

• ?

  焊點(diǎn)疲勞開(kāi)裂，導(dǎo)致電路斷路。

  
  

• ?

  元器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)因熱應(yīng)力損壞。

  
  

• ?

  接觸不良（如連接器、繼電器）。

  
  

3. 3.

   機(jī)械性能問(wèn)題：

   
   

• ?

  機(jī)械結(jié)構(gòu)因熱應(yīng)力變形、卡死。

  
  

• ?

  潤(rùn)滑劑性能失效。

  
  

通過(guò)此項(xiàng)測(cè)試，可以評(píng)估產(chǎn)品的可靠性和使用壽命，為改進(jìn)設(shè)計(jì)、篩選材料和優(yōu)化工藝提供重要依據(jù)。

三、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

冷熱沖擊測(cè)試通常遵循一系列國(guó)際、國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)試條件（如溫度范圍、停留時(shí)間、轉(zhuǎn)換時(shí)間、循環(huán)次數(shù)等）。常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)包括：

• ?

  通用標(biāo)準(zhǔn)：

  
  

• ?

  IEC 60068-2-14： 國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，最廣泛使用的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)之一。

  
  

• ?

  MIL-STD-883： 美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)，常用于軍工和航空航天產(chǎn)品。

  
  

• ?

  JESD22-A104： 半導(dǎo)體工業(yè)中常用的標(biāo)準(zhǔn)。

  
  

• ?

  行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：

  
  

• ?

  汽車行業(yè)： ISO 16750-4, SAE J1211

  
  

• ?

  通信行業(yè)： Telcordia GR-1221-CORE, GR-63-CORE

  
  

四、測(cè)試設(shè)備與方法

實(shí)現(xiàn)冷熱沖擊的主要設(shè)備是冷熱沖擊試驗(yàn)箱，常見(jiàn)的有兩種類型：

1. 1.

   兩箱式冷熱沖擊試驗(yàn)箱

   
   

• ?

  原理： 一個(gè)高溫箱（高溫區(qū)）和一個(gè)低溫箱（低溫區(qū)）。測(cè)試樣品通過(guò)吊籃（提籃）在兩者之間快速移動(dòng)。

  
  

• ?

  特點(diǎn)： 轉(zhuǎn)換時(shí)間非常短（通常<10秒），溫度變化率極快，沖擊效果強(qiáng)烈。這是最常用的類型。

  
  

2. 2.

   三箱式冷熱沖擊試驗(yàn)箱

   
   

• ?

  原理： 包含高溫區(qū)、低溫區(qū)和測(cè)試區(qū)（常溫區(qū)）。樣品放置在測(cè)試區(qū)，通過(guò)風(fēng)門切換，將高溫或低溫氣流快速引入測(cè)試區(qū)對(duì)樣品進(jìn)行沖擊。

  
  

• ?

  特點(diǎn)： 樣品不動(dòng)，避免了移動(dòng)帶來(lái)的振動(dòng)影響，但溫度變化速率相對(duì)兩箱式稍慢。

  
  

測(cè)試流程通常為：

1. 1.

   預(yù)處理： 將樣品在常溫下放置。

   
   

2. 2.

   初始檢測(cè)： 測(cè)試前對(duì)樣品進(jìn)行外觀和功能檢查。

   
   

3. 3.

   進(jìn)行測(cè)試：

   
   

• ?

  將樣品放入高溫箱（如+125°C）中，保持規(guī)定時(shí)間（如30分鐘），使樣品完全達(dá)到高溫。

  
  

• ?

  快速將樣品移動(dòng)到低溫箱（如-55°C）中，保持規(guī)定時(shí)間。

  
  

• ?

  再次快速移回高溫箱，此過(guò)程為一個(gè)循環(huán)。

  
  

• ?

  重復(fù)進(jìn)行多個(gè)循環(huán)（如50、100次）。

  
  

4. 4.

   恢復(fù)： 測(cè)試后在常溫條件下放置一段時(shí)間，使樣品穩(wěn)定。

   
   

5. 5.

   最后檢測(cè)： 對(duì)樣品進(jìn)行詳細(xì)的外觀、機(jī)械和電氣性能檢測(cè)，與測(cè)試前數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，判斷是否合格。

   
   

五、關(guān)鍵參數(shù)

• ?

  高溫溫度（如 +85°C, +125°C）

  
  

• ?

  低溫溫度（如 -40°C, -55°C）

  
  

• ?

  高溫停留時(shí)間： 通常為樣品溫度穩(wěn)定所需的時(shí)間，至少30分鐘。

  
  

• ?

  低溫停留時(shí)間： 同上。

  
  

• 轉(zhuǎn)換時(shí)間： 從高溫到低溫（或反之）的切換時(shí)間，越短沖擊越嚴(yán)酷。標(biāo)準(zhǔn)通常要求小于5分鐘，兩箱式可做到<10秒。

  
  

• 循環(huán)次數(shù)（如 50, 100, 500次）結(jié)

冷熱沖擊測(cè)試是一種加速應(yīng)力測(cè)試，它通過(guò)極端的溫度劇變來(lái)激發(fā)產(chǎn)品在正常使用多年后可能出現(xiàn)的缺陷和故障模式。它是衡量產(chǎn)品 Robustness （堅(jiān)固性）和可靠性的關(guān)鍵指標(biāo)之一，廣泛應(yīng)用于電子、汽車、航空航天、軍工及材料研究等領(lǐng)域，是產(chǎn)品質(zhì)量控制和新產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中不可或缺的一環(huán)。

如果您有具體的產(chǎn)品需要做這項(xiàng)測(cè)試，建議查閱相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或咨詢專業(yè)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，以確定最合適的測(cè)試條件。