文档介绍：冷热冲击试验的介绍
Introduction of Thermal Shock Test(TST)
时间:2008-10-17
绪论
随着电子技术的发展,各种各样的电子设备计入到人们的生活中。对于电子设备而言,环境条件是影响产品质量和使用可靠性的关键因素。在各种复杂的使用环境中,温度冲击的影响是其中一个必须考虑的因素。这种环境给产品带来多种典型的环境效应,如零部件的变形或破裂、绝缘保护失效、运动部件的卡紧或松弛、电气和电子元器件的变化、快速冷凝水或结霜引起电子或机械故障等。因此,能否在温度冲击环境下正常工作,直接反映了产品对各种环境的适应能力的强弱。冷热冲击试验正是在须求下被提出。
什么是冷热冲击试验?
冷热冲击试验(Thermal Shock Test,TST)是测试材料对极高温或极低温的抵抗力的一种试验技术。这种情况类似于不连续地处于高温或低温中的情形,它能使各种物品在最短的时间内完成测试。
TST中产生的化学变化或物理伤害是热胀冷缩改变或其它物理性值的改变而引起的。TST的效果包括成品裂开或破层及位移等所引起的电化学变化。例如,有一些金属材料如体心立方晶格的中低强度钢,当其服役温度降低时,起塑性、韧性便急剧降低,使材料脆化。
实现这种转化温度可采用TST系统,如冷热冲击试验箱,又名高低温冲击试验箱(台湾称为冷热冲击机)。它们能为材料研究及工业生产厂家的批量或者电子电器零部件﹑自动化零部件、半成品﹑金属、化学材料、通讯组件、国防工业、航天、兵工业、BGA、PCB基扳电子芯片,测试其在瞬间经高温、低温的连续温度变化环境下所能忍受的程度,试验其在急遽变化的温差条件下热胀冷缩所引起的化学变化和物理伤害。
冷热冲击试验箱的分类
冷热冲击试验箱的结构通常有三种形式:单箱式、垂直升降式和水平两箱式。三种结构的比较如表1所示。综合比较以上三种形式,单箱式由于所需制冷量及加热量较大,这种结构可行性较差,实际应用很少;垂直升降式通过内部升降的转换,避开了外界环境的影响,但由于升降装置本身作为一个热负载要消耗冷量或热量,因此这种方式通常适用于小型试验箱,对于中、大型试验箱,由于升降装置太重,该方式不适用;水平两箱式通过两箱间的相互转换,减小了箱体的负载从而减小了设备的制冷量和加热量,但需要水平转换装置,并会受到外界环境的影响。因此,试验方式的选择要根据具体情况具体分析,对于小型设备,采用垂直升降方式少了一个箱体,可以节约费用;对于中、大型试验设备,只要方案合理可行,采用水平两箱式的试验方案是一种较好的选择。
表1 冷热冲击试验设备三种结构的比较
单箱式
垂直升降式
水平两箱式
特点
在同一箱内实现高温和低温的转换
上下两箱式,通过试件升降架实现高温和低温之间的转换
试件通过转换装置在高温箱和低温箱之间转换
优点
试件不动,无需试件转移设备,外界环境对试件温度的影响小
转换时间快,所需制冷量及加热量较小
所需制冷量及加热量较少,温度控制比较容易
缺点
高低温转换时不仅要冷却、加热试件,还要冷却、加热围护结构,所需制冷量及加温量大;温度变换速度很快,温度控制有一定难度
对中、大型试验箱,升降架不易实现,并且升降架增加了更多负荷
需要两个尺寸相同的箱体以及试件的转换设备;试件转换过程中要受外界环境影响。
应用情况
很