SJ Z 9001.35-1987 基本环境试验规程 第2部分：各种试验 温度变化试验导则.pdf

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1、中华人民共和国电子工业推荐性部标准SJ/Z 9001 .35 87 IEC 68一233(1987)1 51 Basic environmental testing pr:吃己dursPart2: tsts Guidanc巳onchange of t.:.mperatur已tests一一一一本推荐标准在温度变化试验的某范和应罚方百结设计和试验人员提供指导。温度变化试验的目的在于确定提皮变化或连续均温度变化对试验样品的影响。本试验不打算-ZJ于说明仅仅是由高温或仅仅是由抵温的作用。对这些作用，要使用千热i式验或主主冷试验。本试验的影响取决于za-53RAEL皮变化的条件试验温泣的高温值和低温佳，

2、b. 试验样品保持在这些温度中的条件试验时间3C. 这些温应间的变化;事，率pd. 条件试验的循环数pe. 输入试验样品内或由试验样品放出的热量。2 温度变化的现场情况在电子设备和元器件中出现的，通常只是温皮的逐渐变化。在设备没有开用时，其所受的祖度变化，在设备内部的零件比那些在设备外表面的零件要惺些。预期可能会出现迅速的温度变化的场合ia. 当设备从温暖的室内环境中搬到寒冷的室外条件时，或相反，b. 当设备由于受雨淋或浸入冷水里而突然冷却时zC. 装在飞机外面的设备中sd. 或者在某些贮存和运输条件下。当设备接通后在其内部有高的温度梯皮时，元95件就会受到沮皮变化的应力。例如，在一一中华人民

3、共和国电子工业部198711 2批准1 SJ/2 9001.35 87 大功率的电阻附近，辐射会使其相邻的元器件表面温度上升，而其它部分则还是冷的。人工冷却的元器件，当冷却系统接通时会受到迅速的温度变化。元器件中的迅速温度变化也会在设备制造过程中产生。要的是温度变化的次数、幅度以及它们之间的时间间隔。当变换时间为2-3min时，试验样品所受的热应力，小的元器件要比大的元器件来小。虽然如此，热应力总会同这一试验样品在几分钟内从一个温度极端到另一个温度极端的大气中所受到的应力有一定的关系。和温降对元器件和设备的影响会是不一样的。在元器件或设备上出现露或霜会引起外的应力，当不希望有这些额外应力的地方

4、，必须适当地控制温度，以减少其影响。3 基本原理3.1 温度变化试验的设计SJ/2 9001.4( IEC 68一214)的温度变化试验Na.Nb和Nc包括有高温和低温的交变时期，从种温度到另一种温度的转换有很明确的规定。从室温到头个条件试验温度，然后到第二个条件试验温度叉回到室温这一个叫做一个试验循环。3.1.1 试验参数a. 室温zb. 高温zc. 低温zd. 暴露持续时间ze. 两种极端温度暴露之间的问阳时fliJJ f. 循环的次数。高温和低温应理解为大多数试验样品在具有远的时间滞后的条件下能达到的周围度。只有在例外的情况下，才将它们规定在被试物体正常贮存或工作温度泡围之外。试验是加速

5、了的，因为在给定时间内温度的急剧变化次数要比现场条件下所发生的次数较多。3.2 试验的目的和选用温度变化试验并不打算精确地模拟现场条件.温度变化试验的目的是给试验样品以应力以便确定它们的设计或制造是否正确。3.2.1 在下列情况下，推荐进行温度变化试验z3.2.1.1 评定温度变化期间的电气性能，用试验Nbo3.2.1.2 评定温度变化期间的机械性能，用试验Nbo3.2.1.3 评定在规定的温度急剧变化次数后的电气性能，用试验Na或试验Nc。3.2.1.4 评定机械元件和材料以及材料组合耐受温度急剧变化的适应性，用试验Ta或试旋Nco 2 SJ/Z;900l.35 87 5.2.1.5 评寇元

6、器件的结构耐受模拟应力的适应性，用试验Na或试验N;o3.2.2 基本环境试验规程中所规定的温度变化试验并不打算用来评寇在两种极端温度的隐过状态下工作时的材料常数或电性能的差别。3.3 暴露时间的选择暴露时间取决于试验样品(或其易受损害部分在将近达到其周围的空间或被捕温度时的热时间常数。因而搞清楚试验样品的热时间常数是重要的。由于大件试验样品(设备)内部和外部的热时间常数可能相差相当大，故以考虑最里面或最易受损害部分的热时间常效为妥。时间常数取泱于周围的介质(在试验Na和Nb中是空气，在试验Nc中是永的性质和运动，因此希望在试验的实际周围条件中通过试验把它测定出来，选择暴露时间时，应作如下考虑

7、:(见图1) 0 (立l-r-HG样品温度 7s 。3 句如果t1兰5T，则dO.OlD;如果t1三2.5T，则dO.lD。式rt: t一一暴露时间z试验样品的热时间常组F试验介质温度和试验样品温度之差5热与冷条件试验温度之差D-TA-TB 3.4 温度变化时间的选择3.4.1 转换变化时间的选择D d T 7 SJ/Z 9001.35 87 1,- _-一一一一一在两箱法中，如呆是大件试验样品在两三分钟内转换不了，则在对试验结果及没有显著影响的情况下转换时间可以增加如下zt2.:O.05 式中:h-一转换时间z-一试验样品的热时间常敛3.4.2 温度变化速率的选择为试验b规寇的温度变化速率适

8、用于第2条提到的快速变化的模拟。有时却看1望也模拟慢速温度变化，例如跟昼夜变化有关的温度。这变化通常太太低于10 C/mi丑。这种族拟对大的固寇设备情况是有意义的。在这种情况下，试验Nb还可以用，不过温变的速度应该适当降低。3.5 温度变化试验的应用限制3.5.1 在一个试验样品内部，温度变化的速率取决于其材料的热传导岛、热容量的立体分布lk.尺寸大小。在试验样品表面上某点的温度变化，大体是遵照指数立律的。在大件试验样品内部，这种交替的指数升降会主叠起来，导致周期性的而大致是正弦的温度变化，其幅度比所加的ia度变化要小得多。3.5.2 应考虑试验样品和试验箱或掖;陆内介质之间的热传导机理。流动

9、的液体导致试验样品表面温度的高过变化，而静止的空气所导致的温度变化边度则很低。3.5.3 用水作为条件试验介质的两水槽法试验Nc)只限用于密封的试验样品或其性能对水不敏感的试验样品，否则没入水后会使其性能和参数恶化。在特殊情况下，例如在对水敏感的试验样品的情况下，可能需要规立用纯水以外的液体来进行试验。当民计这种试验时，必须考虑液体的传热性能可能与水不同。;主zE:系;立是否能用两水拮沽，试验Q密封(SJ / Z 9001. 30 I EC 68一217) J的评定结果可能是有帮助的。4 温度变化试验的再现性4.1 条件试验程序的影响祖度变化试验的再;i吗?生取决于保持3.1.1条中的i视之参

10、数的拮确程度。下列各试验参数的变化会对再现性求生重大影响:a. 周围介质的温度变化速率sb. 高温和低温zC. 传热机理(热对流、热辐射、热传导)J d. 试验介质特性。任何对影响试验再现性的特殊要求，例如在箱内或在梧内试验样品的位置和方向，都应在有夫规活中坝，宠。4.2 32试物体山影口;Jj4 SJ/Z 9001.35 87 叫由一一一一一温度变化试验的结果会受到被试物体在下列参数方面差别的影响zk 热容量Fb. 传输到试验样品表面的热量和在试验样品表面上的热分布sp c. 试验样品内部的热传导它可能是不均句的)J d. 构成试验样品的元器件和材料的热膨胀z机械性能例如，构成试验样品的元器

11、件和材料的弹性和扩张强度)J L 尺寸及其公差pg. 影响试验样品内部温度分布的其它性质。对试验样品数量的确定和试验结果差异的解释，以上信息可以用作指导。5 选择的指导5.1 试验的严酷等级随下述情况而增加a. 温差更大Fb. 温变速率更快zc. 热传输过程更快。5.2 试验N最好用作试验序列的一部分。有些类型的损坏，不能在试验N的最后测量中显现出来，而只是在其后的试验中才有所表现，例如试验Q密封)SJ/Z 900 1.30 ( 1 E C标准682 17)、试验FcE弦振动SJ/Z9001.18 (IE C掠准682 6)、试验Ca稳态湿热SJ/Z9001.5 ( IE C极准68-2-3)

12、或试验Db循环温热(12 + 12小时循环)SJ/Z 90Q1.6 ( IE C标准682 30) 5.3 温度变化试验Nc(两槽法不应用以代替试验Q密封。5.4 只要可能，条件试验的时间应这样规定z即按每天的工作时间或24h所配置的总循环次数并照顾到恢复时间和最后检测的时间。如果由于某些原因，例如避免在夜间转换，有必要把试验样品暴露在试验大气之一的大气中比规定时间t1停留更长的时间。由于校长时间地暴露在暖和的大气中可能发生老化效应，因此宜留在冷箱中。5.5 规定温度变化试验时，应注意受温度变化条件影响的受试物体的性质和它们可能的失效机理。要恰当地规定初始检测和最后检测。在某些情况下，只考虑机械损坏就够了.度变化中的测量，要给予优先的考虑，特别是对受试的设备。S 结论规定温度变化试验是一件极其慎重的事情。它的成功的应用取决于对受试样品的技术参数和性能以及在温度迅革变化的条件下所发生的失效机理有无基本知识。.-一拍一一惕，-_.一5