شوک حرارتی چیست؟
آزمایش شوک حرارتی آزمایشی است که در آن یک تغییر دمای ناگهانی با انتقال نمونه بین محیط های گرم و سرد در مدت زمان بسیار کوتاه اعمال می شود. این به عنوان روش Na در IEC 60068-2-14 تعریف شده است.
هدف شوک حرارتی
هدف این است که به شکل تسریع شده، ترک خوردگی و جدایی ناشی از تغییر دمای ناگهانی در اتصالات مواد با ضرایب انبساط متفاوت، آشکار شود.
شوک حرارتی بر چه محصولاتی اعمال می‌شود؟
- بردهای الکترونیکی و قطعات
- قطعات شیشه ای و سرامیکی
- سطوح فلزی پوشش داده شده
- سلول های باتری
- سنسورهای خودرو
شوک حرارتی در چه صنایعی کاربرد دارد؟
استانداردهای مرتبط با شوک حرارتی
- IEC 60068-2-14تست تغییر دما تست کنید
- MIL-STD-810 Method 503
- JEDEC JESD22-A106
- ISO 16750-4شرایط محیطی در تجهیزات الکتریکی/الکترونیکی خودرو تست کنید
شرایط شوک حرارتی
- دما
- دمای بالا و پایین در مشخصات تعریف شده است
- زمان انتقال
- حداکثر دوره تعریف شده در استاندارد؛ معمولاً کمتر از 10 ثانیه (کابینت دو طرفه)
- زمان برگزاری
- زمان برای متعادل کردن نمونه در هر بخش
- تعداد چرخه ها
- در مشخصات تعریف شده است
تجهیزات شوک حرارتی
- واحد شوک حرارتی دو محفظه (با سبد انتقال)
- ضبط دما چند کاناله
- نظارت بر عملکرد یا مقاومت
- سیستم ثبت اطلاعات
الزامات نمونه برای شوک حرارتی
- نمونه باید در سبد انتقال قرار گیرد
- عملکرد باید قبل از آزمایش بررسی شود
- ترموکوپل ها باید در نقاط بحرانی متصل شوند
- تعداد نمونه ها در مشخصات مشخص شده است
مدت شوک حرارتی
به تعداد چرخه ها و زمان ماندن بستگی دارد. برنامه های معمولی روزها تا هفته ها طول می کشد.
روش اجرای شوک حرارتی
- 1نمونه در سبد قرار می گیرد و نظارت راه اندازی می شود.
- 2دمای محفظه به مقادیر هدف خود رسیده است.
- 3نمونه برای مدت زمان تعیین شده در محفظه گرم نگهداری می شود.
- 4در مدت زمان انتقال تعریف شده به محفظه سرد منتقل شده و در آنجا نگهداری می شود.
- 5چرخه به تعداد دفعات تعریف شده تکرار می شود.
- 6بررسی عملکرد نهایی و بازرسی بصری انجام می شود.
معیارهای پذیرش شوک حرارتی
معیار پذیرش در مشخصات تعریف شده است: تداوم عملکرد، بدون ترک خوردگی یا لایه لایه شدن پوشش.
ارزیابی نتایج
بازرسی بصری و در صورت نیاز، بررسی مقطع متالوگرافی انجام می شود. اتصالات لحیم کاری و چسب از نظر ترک خوردگی بررسی می شوند.
گزارش شوک حرارتی
- استاندارد و روش اعمال شده
- دما، زمان انتقال و ماندگاری
- تعداد چرخه ها
- وضعیت عملکرد و نتایج بازرسی
اعتباربخشی
EUROLAB دارای اعتبار شناخته شده بین المللی است که از نهادهای اعتباربخشی طرف قراردادهای شناسایی چندجانبه IAF و ILAC، تحت ISO/IEC 17025 برای تست های آزمایشگاهی، ISO/IEC 17020 برای بازرسی و نظارت، و ISO/IEC 17021-1 و سیستم گواهی محصول ISO/IEC. این زنجیره تضمین می کند که گزارش ها و گواهی های صادر شده در سراسر جهان پذیرفته می شوند.
اینکه آیا این آزمون می تواند در محدوده معتبر ارائه شود به محصول شما و استاندارد اعمال شده بستگی دارد. از آنجایی که اعتبارسنجی مبتنی بر روش است، دامنه به صورت کتبی در مرحله نقل قول تأیید می شود.
محدوده و مجوزهامقررات مرتبط
- مشخصات قطعات الکترونیکی و خودرو
آزمون‌های محیطی و اقلیمی — این حوزه آزمون چه چیزی را پوشش می‌دهد؟
بخش زیر حوزه‌ای را توصیف می‌کند که آزمون شوک حرارتی به آن تعلق دارد؛ شرایط و معیارهای پذیرش این آزمون خاص در بخش‌های بالا آمده است. دامنه ویژه محصول شما در مرحله پیشنهاد قیمت به‌صورت مکتوب مشخص می‌شود.
آزمون‌های محیطی نشان می‌دهند آیا محصول در برابر عوامل محیطی مانند دما، رطوبت، فشار، تابش خورشید، گرد و غبار، آب و اتمسفر خورنده مقاومت می‌کند. هدف شکستن محصول نیست بلکه پیش کشیدن شرایطی است که در طول عمر خود با آن مواجه خواهد شد، به‌صورت شتاب‌یافته.
پروفایل‌های آزمون از مواجهه واقعی محصول استخراج می‌شوند و این استخراج کار مهندسی واقعی این حوزه است. دستگاهی که در دفتر بسته کار می‌کند و دستگاهی که روی تیر نصب شده با یک پروفایل آزموده نمی‌شوند. سری IEC 60068 روش‌های عمومی، MIL-STD-810 پروفایل‌های نظامی، RTCA DO-160 پروفایل‌های هوانوردی و سری ISO 16750 پروفایل‌های خودرویی مبتنی بر موقعیت را تعریف می‌کند. آزمونی که بدون انتخاب پروفایل اعمال شود هم هزینه غیرضروری و هم اطمینان کاذب ایجاد می‌کند.
آزمون‌های دما سه پدیده جداگانه را شبیه‌سازی می‌کنند و هر سه حالت خرابی متفاوتی تولید می‌کنند. دمای بالا/پایین ثابت بررسی می‌کند آیا ماده می‌تواند در آن دما کار کند. چرخه دما در محل اتصال موادی با ضریب انبساط متفاوت خستگی ایجاد می‌کند - ترک‌های لحیم اینجا ظاهر می‌شوند. شوک حرارتی این اثر را از طریق گذار ناگهانی تشدید می‌کند.
در آزمون رطوبت نیز تمایزی وجود دارد. گرمای مرطوب ثابت انتشار رطوبت به داخل ماده و اثر آن بر خواص عایقی را نشان می‌دهد. گرمای مرطوب چرخه‌ای تراکم بخار ایجاد می‌کند: قطرات آب روی سطح سردشونده تشکیل می‌شود و این بسیار تهاجمی‌تر از رطوبت خشک است. نفوذ آب به محفظه، افزایش جریان نشتی و خوردگی معمولاً در آزمون چرخه‌ای ظاهر می‌شوند.
حفاظت در برابر گرد و غبار و آب حوزه کاری جداگانه‌ای است و با کد IP بیان می‌شود. نکته‌ای که باید توجه داشت این است که آزمون IP یک آزمون دوام نیست: نشان می‌دهد حفاظت تحت شرایط تعریف‌شده و کوتاه‌مدت فراهم است، نه مقاومت در برابر غوطه‌وری طولانی‌مدت یا شست‌وشوی فشاری.
شایع‌ترین اشتباه در این خانواده تبدیل مستقیم نتیجه آزمون به پیش‌بینی عمر است. آزمون‌های تسریع‌شده برای مقایسه و راستی‌آزمایی طراحی طراحی شده‌اند؛ تبدیل قابل‌اعتماد بین ساعات کابین و سال‌های میدان تنها با مدل تسریع خاص ماده که با داده میدانی کالیبره شده باشد امکان‌پذیر است.
پایش عملکردی ارزش آزمون را تعیین می‌کند. نگه‌داشتن محصول در کابین دما و سپس روشن‌کردن آن نشان نمی‌دهد در طول آزمون چه اتفاقی افتاده است. در کاربردهای حیاتی، محصول در سراسر آزمون کار می‌کند و پارامترهایش پایش می‌شود؛ خرابی‌های متناوبی که ظاهر و ناپدید می‌شوند تنها به این روش قابل شناسایی‌اند.
گروه‌های روش در این حوزه
دما
حرارت خشک، سرما، تغییر دما و شوک حرارتی؛ پروفایل‌های ثابت و چرخه‌ای.
رطوبت
حرارت مرطوب ثابت و حرارت مرطوب چرخه‌ای؛ چرخه‌های همراه با میعان تهاجمی‌ترند.
آب و گرد و غبار
آزمون‌های حفاظت IP: چکیدن، پاشش، جت، غوطه‌وری و آب‌بندی گرد و غبار.
تابش و پیرسازی
پیرسازی تسریع‌شده با قوس زنون و UV فلورسنت، شبیه‌سازی تابش خورشیدی.
فشار و ارتفاع
آزمون‌های فشار پایین (ارتفاع) و تغییر سریع فشار.
اتمسفر خورنده
مه نمکی، خوردگی گاز مختلط جاری (شبیه‌سازی اتمسفر صنعتی)، آزمون‌های کپک و قارچ.
موارد رایج اشتباه‌گرفته‌شده در این حوزه
- مدت آزمون را نمی‌توان به عمر میدانی تبدیل کرد؛ تبدیل بدون مدل تسریع گمراه‌کننده است.
- چرخه دما و دمای ثابت حالت‌های خرابی متفاوتی تولید می‌کنند؛ هیچ‌کدام جایگزین دیگری نمی‌شود.
- اگر محصول در طول آزمون کار نکند، خرابی‌های متناوب نامرئی می‌مانند؛ پایش عملکردی ارزش آزمون را تعیین می‌کند.
- حفاظت IP مدرک دوام نیست؛ حفاظت را در شرایط تعریف‌شده و کوتاه‌مدت نشان می‌دهد.
- آزمونی که بدون انتخاب پروفایل اعمال شود هم هزینه را افزایش می‌دهد و هم اطمینان کاذب می‌دهد.
- چیدمان نصب و جهت‌گیری بر نتیجه اثر می‌گذارد؛ گزارش باید آن را مستند کند.
این نتایج از کدام تصمیم پشتیبانی می‌کنند
- راستی‌آزمایی طراحی و صلاحیت‌سنجی
- اعلامیه رده حفاظت و بازه دمای کاری
- بازتولید خرابی‌های میدانی در آزمایشگاه و تحلیل ریشه‌ای
- تأیید قطعه تأمین‌کننده
- تصمیمات دوره ضمانت و شرایط نگهداری
تست های مرتبط
پرسش‌های متداول درباره شوک حرارتی
شوک حرارتی بر اساس کدام استاندارد ساخته شده است؟
شوک حرارتی در محدوده IEC 60068-2-14, MIL-STD-810 Method 503, JEDEC JESD22-A106 و ISO 16750-4 اجرا می شود. مقادیر حدی و معیارهای پذیرشی که باید اعمال شوند در استاندارد محصول تعریف شده است. نسخه معتبر برای محصول شما در مرحله پیشنهاد به صورت کتبی تایید می شود.
شوک حرارتی برای کدام محصولات کاربرد دارد؟
عمدتاً برای بردهای الکترونیکی و قطعات, قطعات شیشه ای و سرامیکی, سطوح فلزی پوشش داده شده, سلول های باتری و سنسورهای خودرو اعمال می شود. اینکه آیا محصول شما در محدوده گنجانده شده است یا خیر، با بررسی مشخصات فنی و کاربرد مورد نظر آن مشخص می شود.
تحت چه شرایطی شوک حرارتی انجام می شود؟
پارامترهای تعیین کننده عبارتند از: دما — دمای بالا و پایین در مشخصات تعریف شده است, زمان انتقال — حداکثر دوره تعریف شده در استاندارد؛ معمولاً کمتر از 10 ثانیه (کابینت دو طرفه) و زمان برگزاری — زمان برای متعادل کردن نمونه در هر بخش. شرایط کامل در بخش "شرایط تست" در صفحه موجود است و بسته به استاندارد محصول متفاوت است.
چه نوع نمونه ای برای شوک حرارتی مورد نیاز است؟
نمونه باید در سبد انتقال قرار گیرد, عملکرد باید قبل از آزمایش بررسی شود و ترموکوپل ها باید در نقاط بحرانی متصل شوند. تعداد نمونه ها با توجه به استاندارد محصول و محدوده ای که باید گزارش شود تعیین می شود.
مدت زمان شوک حرارتی چقدر است؟
به تعداد چرخه ها و زمان ماندن بستگی دارد. برنامه های معمولی روزها تا هفته ها طول می کشد. این مدت به خود آزمایش تعلق دارد. آماده سازی نمونه، صف بندی و گزارش نیز ارزیابی می شود. یک برنامه زمانی واقعی برای محصول شما در پیشنهاد ارائه شده است.
نتیجه شوک حرارتی به نام "مناسب" چیست؟
معیار پذیرش در مشخصات تعریف شده است: تداوم عملکرد، بدون ترک خوردگی یا لایه لایه شدن پوشش.