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3分で、温度衝撃試験の特徴、目的、種類を理解できます。

熱衝撃試験は、温度衝撃試験、温度サイクル試験、高温および低温熱衝撃試験とも呼ばれる。

加熱/冷却速度は30℃/分以上とする。

温度変化範囲は非常に広く、温度変化率の増加に伴って試験の厳しさも増す。

温度衝撃試験と温度サイクル試験の主な違いは、応力負荷のメカニズムの違いにある。

温度衝撃試験は主にクリープや疲労による損傷による破損を検査するものであり、温度サイクル試験は主にせん断疲労による破損を検査するものである。

温度衝撃試験では2スロット式試験装置を使用できますが、温度サイクル試験では1スロット式試験装置を使用します。2スロット式試験装置の場合、温度変化率は50℃/分以上でなければなりません。
温度ショックの原因:リフローはんだ付け、乾燥、再処理、修理などの製造および修理工程における急激な温度変化。

GJB 150.5A-2009 3.1によると、温度ショックとは機器の周囲温度が急激に変化し、温度変化率が10度/分を超える場合を指します。MIL-STD-810F 503.4 (2001)も同様の見解を示しています。

 

温度変化には多くの理由があり、それらは関連規格に記載されています。
GB/T 2423.22-2012 環境試験パート2 試験N:温度変化
温度変化に関する現場条件:
電子機器や部品において、温度変化はよく見られる現象です。機器の電源が入っていない状態では、内部部品の温度変化は外表面の部品よりも緩やかになります。

 

以下のような状況では、急激な温度変化が予想されます。
1. 機器を暖かい屋内環境から寒い屋外環境へ、またはその逆へ移動する場合。
2. 機器が雨にさらされたり、冷水に浸されて急激に冷えたりした場合。
3. 外部航空機搭載機器に設置される。
4. 特定の輸送および保管条件下において。

電源投入後、機器内部には大きな温度勾配が生じます。温度変化により、部品に負荷がかかります。例えば、高出力抵抗器の近傍では、放射熱によって隣接する部品の表面温度が上昇する一方、他の部品は低温のままとなります。
冷却システムが作動すると、人工冷却された部品は急激な温度変化を経験します。部品の急激な温度変化は、装置の製造工程中にも発生する可能性があります。温度変化の回数、大きさ、および時間間隔が重要です。

 

GJB 150.5A-2009 軍事装備研究所環境試験方法パート5:温度衝撃試験
3.2 アプリケーション:
3.2.1 通常環境:
この試験は、気温が急激に変化する可能性のある場所で使用される機器に適用されます。この試験は、機器の外面、外面に取り付けられた部品、または外面付近に設置された内部部品に対する急激な温度変化の影響を評価するためにのみ使用されます。典型的な状況は以下のとおりです。
A) 機器が高温地域と低温環境の間を移動される。
B) 高性能輸送機によって、地上の高温環境から高高度(高温から低温へ)へと持ち上げられる。
C) 外部材料(包装材または機器表面材料)のみを試験する場合、高高度かつ低温の条件下で、高温の航空機保護シェルから落下させる。

3.2.2 安全性および環境ストレススクリーニング:
3.3項で説明した内容に加え、この試験は、機器が極限温度よりも低い温度変化率にさらされた場合に通常発生する安全上の問題や潜在的な欠陥を示すためにも適用できます(ただし、試験条件が機器の設計限界を超えないことが条件です)。この試験は環境ストレススクリーニング(ESS)として使用されますが、適切な工学的処理を施した後、より極端な温度ショックを用いてスクリーニング試験として使用し、機器が極限温度よりも低い条件にさらされた場合に発生する可能性のある潜在的な欠陥を明らかにすることもできます。
温度ショックの影響:GJB 150.5A-2009 軍事装備研究所環境試験方法パート5:温度ショック試験:

4.1.2 環境への影響:
温度ショックは通常、機器の外面に近い部分に深刻な影響を与えます。外面から離れるほど(もちろん、関連する材料の特性によりますが)、温度変化は緩やかになり、影響は目立たなくなります。輸送箱や包装材なども、密閉された機器への温度ショックの影響を軽減します。急激な温度変化は、機器の動作に一時的または永続的な影響を与える可能性があります。以下は、機器が温度ショック環境にさらされた場合に発生する可能性のある問題の例です。以下の典型的な問題を考慮することで、この試験が試験対象機器に適しているかどうかを判断するのに役立ちます。

A) 典型的な身体的影響は以下のとおりです。
1) ガラス容器や光学機器の破損。
2) 可動部品が固着または緩んでいる。
3) 爆薬の固体ペレットまたは柱状部分に亀裂が生じている場合。
4) 異なる材料の収縮率や膨張率、または誘発されるひずみ率の違い。
5) 部品の変形または破損。
6) 表面コーティングのひび割れ
7) 密閉された客室からの漏洩。
8) 絶縁保護の不具合。

B)典型的な化学的影響は以下のとおりです。
1) 構成要素の分離
2) 化学試薬の保護が不十分。

C) 典型的な電気的効果は次のとおりです。
1) 電気・電子部品の変更
2) 急速な結露や霜の発生による電子部品または機械部品の故障。
3)過剰な静電気。

温度衝撃試験の目的:エンジニアリング開発段階では、製品の設計およびプロセス上の欠陥を発見するために使用できます。製品の最終決定または設計の特定および量産段階では、製品の温度衝撃環境への適応性を検証するために使用でき、設計の最終決定および量産の受入決定の根拠を提供します。環境ストレススクリーニングとして使用する場合は、製品の早期故障を排除することを目的としています。

 

温度変化試験の種類は、IEC規格および各国規格に基づき、以下の3種類に分類される。
1. テスト Na: 指定された変換時間での急速な温度変化; 空気;
2. テスト Nb: 指定された変化率での温度変化; 空気;
3. テスト Nc: 2 つの液体タンクを使用した急速な温度変化; 液体;

上記3つの試験のうち、1と2は媒体として空気を用い、3は媒体として液体(水またはその他の液体)を用いる。1と2の変換時間は長く、3の変換時間は短い。

 


投稿日時:2024年9月5日