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In drei Minuten können Sie die Eigenschaften, den Zweck und die Arten des Temperaturschocktests verstehen.

Thermoschockprüfungen werden häufig auch als Temperaturwechselprüfungen oder Temperaturzyklusprüfungen bezeichnet, also Hoch- und Tieftemperatur-Thermoschockprüfungen.

Die Aufheiz-/Abkühlrate beträgt mindestens 30℃/Minute.

Der Temperaturänderungsbereich ist sehr groß, und die Testschwere nimmt mit der Erhöhung der Temperaturänderungsrate zu.

Der Hauptunterschied zwischen dem Temperaturschocktest und dem Temperaturwechseltest liegt im unterschiedlichen Belastungsmechanismus.

Der Temperaturschocktest untersucht hauptsächlich das Versagen, das durch Kriechen und Ermüdungsschäden verursacht wird, während der Temperaturzyklustest hauptsächlich das Versagen untersucht, das durch Scherermüdung verursacht wird.

Der Temperaturschocktest kann mit einer Zweischlitz-Prüfvorrichtung durchgeführt werden; der Temperaturzyklustest verwendet eine Einschlitz-Prüfvorrichtung. In der Zweischlitzbox muss die Temperaturänderungsrate größer als 50 °C/Minute sein.
Ursachen für Temperaturschocks: drastische Temperaturänderungen während Herstellungs- und Reparaturprozessen wie Reflow-Löten, Trocknen, Wiederaufbereitung und Reparatur.

Gemäß GJB 150.5A-2009 3.1 ist ein Temperaturschock eine abrupte Änderung der Umgebungstemperatur des Geräts mit einer Änderungsrate von mehr als 10 Grad/min. MIL-STD-810F 503.4 (2001) vertritt eine ähnliche Auffassung.

 

Es gibt viele Gründe für Temperaturänderungen, die in den entsprechenden Normen aufgeführt sind:
GB/T 2423.22-2012 Umweltprüfung Teil 2 Prüfung N: Temperaturänderung
Feldbedingungen für Temperaturänderungen:
Temperaturschwankungen sind bei elektronischen Geräten und Bauteilen üblich. Im ausgeschalteten Zustand verändern sich die Temperaturen der internen Bauteile langsamer als die der Bauteile an der Außenfläche.

 

Schnelle Temperaturänderungen sind in folgenden Situationen zu erwarten:
1. Wenn das Gerät von einer warmen Innenraumumgebung in eine kalte Außenumgebung oder umgekehrt verbracht wird;
2. Wenn das Gerät Regen ausgesetzt ist oder in kaltes Wasser eingetaucht wird und sich plötzlich abkühlt;
3. Eingebaut in externe Bordgeräte;
4. Unter bestimmten Transport- und Lagerbedingungen.

Nach dem Einschalten entstehen im Gerät hohe Temperaturgradienten. Durch die Temperaturänderungen werden die Bauteile beansprucht. Beispielsweise führt die Strahlung neben einem Hochleistungswiderstand zu einem Anstieg der Oberflächentemperatur benachbarter Bauteile, während andere Teile kalt bleiben.
Beim Einschalten des Kühlsystems kommt es an künstlich gekühlten Bauteilen zu schnellen Temperaturänderungen. Solche schnellen Temperaturänderungen können auch während des Herstellungsprozesses des Geräts auftreten. Wichtig sind dabei die Anzahl und das Ausmaß der Temperaturänderungen sowie das Zeitintervall.

 

GJB 150.5A-2009 Labormethoden für Umweltprüfungen militärischer Ausrüstung Teil 5:Temperaturschocktest
3.2 Anwendung:
3.2.1 Normale Umgebung:
Dieser Test eignet sich für Geräte, die an Orten mit schnell wechselnden Lufttemperaturen eingesetzt werden. Er dient ausschließlich der Bewertung der Auswirkungen schneller Temperaturänderungen auf die Außenfläche des Geräts, auf daran montierte Teile oder auf in der Nähe der Außenfläche installierte Innenteile. Typische Anwendungsfälle sind:
A) Die Ausrüstung wird zwischen heißen Bereichen und Umgebungen mit niedrigen Temperaturen transportiert;
B) Es wird mit einem Hochleistungsträger aus der heißen Umgebung am Boden in eine große Höhe (von heiß nach kalt) befördert;
C) Bei der Prüfung von ausschließlich externen Materialien (Verpackung oder Oberflächenmaterialien der Ausrüstung) wird diese unter Bedingungen großer Höhe und niedriger Temperatur aus der heißen Schutzhülle des Flugzeugs fallen gelassen.

3.2.2 Screening auf Sicherheits- und Umweltstress:
Zusätzlich zu den in Abschnitt 3.3 beschriebenen Aspekten eignet sich dieser Test, um Sicherheitsrisiken und potenzielle Mängel aufzuzeigen, die üblicherweise auftreten, wenn das Gerät einer Temperaturänderungsrate unterhalb der Extremtemperatur ausgesetzt ist (sofern die Testbedingungen die Auslegungsgrenze des Geräts nicht überschreiten). Obwohl dieser Test als Screening-Test für Umweltstress (ESS) eingesetzt wird, kann er nach entsprechender technischer Behandlung auch als Screening-Test (unter Verwendung von Temperaturschocks bei extremeren Temperaturen) eingesetzt werden, um potenzielle Mängel aufzudecken, die bei Belastungen unterhalb der Extremtemperatur auftreten können.
Auswirkungen von Temperaturschocks: GJB 150.5A-2009 Militärisches Ausrüstungslabor Umweltprüfverfahren Teil 5: Temperaturschocktest:

4.1.2 Umweltauswirkungen:
Temperaturschocks wirken sich in der Regel stärker auf die Teile aus, die sich in der Nähe der Außenfläche eines Geräts befinden. Je weiter entfernt von der Außenfläche (dies hängt natürlich von den Eigenschaften der verwendeten Materialien ab), desto langsamer verläuft die Temperaturänderung und desto geringer ist der Effekt. Transportkisten, Verpackungen usw. reduzieren ebenfalls die Auswirkungen von Temperaturschocks auf eingeschlossene Geräte. Schnelle Temperaturänderungen können den Betrieb des Geräts vorübergehend oder dauerhaft beeinträchtigen. Im Folgenden werden Beispiele für Probleme aufgeführt, die auftreten können, wenn ein Gerät einem Temperaturschock ausgesetzt ist. Die Berücksichtigung dieser typischen Probleme hilft dabei, festzustellen, ob dieser Test für das zu prüfende Gerät geeignet ist.

A) Typische physikalische Auswirkungen sind:
1) Zerbrechen von Glasbehältern und optischen Instrumenten;
2) Festsitzende oder lose bewegliche Teile;
3) Risse in festen Pellets oder Säulen in Sprengstoffen;
4) Unterschiedliche Schrumpfungs- oder Ausdehnungsraten bzw. induzierte Dehnungsraten verschiedener Materialien;
5) Verformung oder Bruch von Teilen;
6) Rissbildung in Oberflächenbeschichtungen;
7) Undichtigkeiten in abgedichteten Kabinen;
8) Versagen des Isolationsschutzes.

B) Typische chemische Wirkungen sind:
1) Trennung der Komponenten;
2) Versagen des Schutzes durch chemische Reagenzien.

C) Typische elektrische Effekte sind:
1) Änderungen an elektrischen und elektronischen Bauteilen;
2) Schnelle Kondensation von Wasser oder Frost, die zu elektronischen oder mechanischen Ausfällen führt;
3) Übermäßige statische Elektrizität.

Zweck des Temperaturschocktests: Er kann eingesetzt werden, um während der Entwicklungsphase Produktdesign- und Prozessfehler aufzudecken; er kann verwendet werden, um die Anpassungsfähigkeit von Produkten an Temperaturschockumgebungen während der Produktfinalisierung oder Designidentifizierung und der Massenproduktionsphase zu überprüfen und eine Grundlage für Entscheidungen über die Designfinalisierung und die Abnahme der Massenproduktion zu schaffen; bei Verwendung als Screening für Umweltstress besteht der Zweck darin, frühzeitige Produktausfälle zu vermeiden.

 

Die Arten von Temperaturänderungsprüfungen werden gemäß IEC- und nationalen Normen in drei Typen unterteilt:
1. Test Na: Schnelle Temperaturänderung mit vorgegebener Umwandlungszeit; Luft;
2. Test Nr.: Temperaturänderung mit einer vorgegebenen Änderungsrate; Luft;
3. Test Nc: Schneller Temperaturwechsel mit zwei Flüssigkeitstanks; Flüssigkeit;

Bei den drei oben genannten Tests wird in Test 1 und 2 Luft als Medium verwendet, im dritten Test hingegen eine Flüssigkeit (Wasser oder andere Flüssigkeiten). Die Umwandlungszeit ist bei Test 1 und 2 länger, bei Test 3 kürzer.

 


Veröffentlichungsdatum: 05.09.2024