Sự khác biệt giữa thử nghiệm sốc nhiệt và thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ là gì?

Cả hai loại kiểm tra đều đưa sản phẩm qua chuỗi các chu kỳ nhiệt độ từ nóng đến lạnh. Cả hai loại kiểm tra này đều tạo ra các áp lực do sự mở rộng và co lại do thay đổi nhiệt độ. Trong nhiều trường hợp, các thành phần khác nhau của sản phẩm sẽ mở rộng và co lại theo cách khác nhau, tạo ra tổn thương tích tụ trong suốt mỗi chu kỳ, có thể dẫn đến sự hỏng do mệt mỏi.

Thử nghiệm sốc nhiệt là gì? Thử nghiệm sốc nhiệt là một quy trình kiểm tra mà sản phẩm hoặc vật thử nghiệm được đặt qua các biến động nhiệt độ đột ngột và cực kỳ nhanh chóng để đánh giá khả năng của chúng chịu được sự thay đổi nhiệt độ mạnh mẽ. Quy trình này thường bao gồm việc đưa sản phẩm từ một môi trường nhiệt độ cao ngay lập tức sang một môi trường nhiệt độ thấp và ngược lại. Mục tiêu là xem xét phản ứng của sản phẩm đối với những biến động nhiệt độ này và đảm bảo rằng nó vẫn hoạt động đúng cách sau mỗi sốc nhiệt.

Kiểm tra sốc nhiệt độ đưa sản phẩm vào điều kiện thay đổi nhanh về nhiệt độ, với tốc độ thay đổi lớn hơn 15°C/phút. Ngược lại, kiểm tra chu kỳ nhiệt độ sử dụng một tốc độ chuyển đổi chậm hơn, thường là từ 1 đến 10°C/phút, dựa trên kinh nghiệm thu thập được.

Quá trình mở rộng và co lại nhiệt độ có thể tác động đến các thành phần của sản phẩm một cách không đồng đều. Điều này đặt ra nguy cơ tổn thương tích tụ theo thời gian, đặc biệt là trong các điều kiện kiểm tra chu kỳ, và có thể dẫn đến sự hỏng do mệt mỏi. Sự mở rộng và co lại khác biệt giữa các thành phần có thể tạo ra các điểm yếu trong sản phẩm, nơi mà áp lực căng và sự mệt mỏi tăng cao.

Các ví dụ về các nguồn gây ra sốc nhiệt

Sự sốc nhiệt là một hiện tượng có thể xuất hiện tại nhiều nguồn gốc khác nhau, đặc biệt là khi có sự biến động nhanh chóng trong môi trường nhiệt độ. Một số ví dụ điển hình bao gồm:

Thay đổi nhanh chóng trong môi trường là một nguyên nhân phổ biến gây ra sự sốc nhiệt. Đặc biệt là khi vật phẩm được chuyển động giữa một môi trường kiểm soát nhiệt độ và một môi trường ngoại ô với nhiệt độ cực đoan. Điều này có thể xảy ra khi các vật phẩm được chuyển từ một khu vực nhiệt độ được kiểm soát, chẳng hạn như kho lạnh, đến một khu vực có nhiệt độ khắc nghiệt ở ngoại ô. Sự chuyển động nhanh chóng này tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ đột ngột, có thể gây ra sự căng thẳng nhiệt độ và làm hỏng cấu trúc của vật phẩm.
Một tình huống khác có thể dẫn đến sự sốc nhiệt là khi khởi động thiết bị mà trước đó đã được lưu trữ ngoài trời trong điều kiện khí hậu bắc cực. Trong trường hợp này, thiết bị có thể đã trải qua sự thay đổi nhiệt độ đáng kể và khi khởi động, nó phải nhanh chóng thích ứng với môi trường mới. Sự chuyển động từ một môi trường lạnh đến một môi trường nóng có thể tạo ra sự căng thẳng nhiệt độ không mong muốn, ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của thiết bị.
Ngoài ra, sự thay đổi đột ngột trong công suất nội bộ cũng có thể gây ra sự sốc nhiệt. Khi có các biến động lớn trong công suất của thiết bị, có thể xảy ra sự nung nóng đột ngột hoặc sự giảm nhiệt đột ngột, tùy thuộc vào hướng của biến động này. Điều này có thể tạo ra sự căng thẳng nhiệt độ trong các thành phần nội bộ của thiết bị, đặt chúng vào tình trạng mà chúng không được thiết kế để chịu đựng.
Cuối cùng, việc tăng từ một môi trường nhiệt độ cao đến độ cao lớn cũng có thể tạo ra sự sốc nhiệt. Khi một vật phẩm hoặc thiết bị được di chuyển từ một môi trường nhiệt độ cao xuống một độ cao lớn, có thể xảy ra sự thay đổi đột ngột trong áp suất và nhiệt độ, tạo ra một môi trường đòi hỏi sự thích ứng nhanh chóng.

Tất cả những tình huống trên đều là các nguồn gốc tiềm ẩn của sự sốc nhiệt, có thể gây hậu quả nghiêm trọng đối với cấu trúc và hiệu suất của vật phẩm hoặc thiết bị. Việc hiểu rõ nguyên nhân và biện pháp phòng ngừa có thể giúp giảm thiểu rủi ro và bảo vệ các thành phần quan trọng khỏi tác động tiêu cực của sự biến động nhiệt độ đột ngột.

Những nguồn nhiệt độ chậm chạp xảy ra ở đâu?

Bật và tắt điện tử trong môi trường kiểm soát
Sự thay đổi nhiệt độ hàng ngày chậm chạp giữa đêm và ngày ngoại trời
Thời gian ngâm ở mỗi nhiệt độ nóng và lạnh thay đổi lớn cho từng sản phẩm khác nhau. Thời gian ngâm chủ yếu phụ thuộc vào trọng lượng nhiệt của các thành phần lớn trong từng sản phẩm. Thời gian ngâm thường thay đổi từ 15 phút đến 2 giờ. Thời gian ngâm cũng phụ thuộc vào việc đơn vị có được bật hoặc tắt trong quá trình kiểm tra.

Sự cố từ thử nghiệm sốc nhiệt có thể khác so với sự cố từ chu kỳ nhiệt độ. Sự cố từ sốc nhiệt có thể là loại quá tải hơn. Sự cố từ sốc nhiệt trên các đường nối hàn thường là do quá trình căng ép và mệt căng ép. Sự cố từ chu kỳ nhiệt độ trên các thành phần đường nối hàn thường là do mệt căng ép và giảm căng.

Kiểm tra sốc nhiệt thường được thực hiện trong một buồng hai ngăn. Một ngăn để nhiệt độ cao và ngăn kia để nhiệt độ lạnh. Sản phẩm được đặt trong một chiếc xe đẩy di chuyển giữa hai ngăn nhanh chóng, làm cho vật thử nghiệm phải đối mặt với sốc nhiệt trong vài giây. Đối với mẫu lớn, có thể sử dụng một buồng một ngăn có thể thực hiện thay đổi nhiệt độ nhanh chóng. DES có cả hai loại buồng.

Kiểm tra chu kỳ nhiệt độ thường được thực hiện trong một buồng một ngăn, có thể là buồng chỉ kiểm soát nhiệt độ hoặc buồng kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm. Hầu hết các buồng kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm có thể thực hiện chu kỳ nhiệt độ với hoặc không có độ ẩm được kiểm soát.

Các yêu cầu thử nghiệm điển hình là gì?

MIL-STD-202, Phương pháp 107, Sốc Nhiệt

MIL-STD-202 là gì? MIL-STD-202 là một tiêu chuẩn quân sự Hoa Kỳ, chủ yếu liên quan đến quy trình kiểm tra và chuẩn hóa trong lĩnh vực linh kiện điện tử. Nó chứa các phương pháp thử nghiệm để đánh giá độ tin cậy và hiệu suất của các linh kiện và thiết bị điện tử.

MIL-STD-810, Phương pháp 503, Sốc Nhiệt Độ
MIL-STD-883, Phương pháp 1010, Chu Kỳ Nhiệt Độ
JESD22-A104, Chu Kỳ Nhiệt Độ
JESD22-A105, Chu Kỳ Nhiệt Độ và Điện Năng
IEC 60068-2-14, Thay Đổi Nhiệt Độ

IEC 60068-2-14 là gì? IEC 60068-2-14 là một tiêu chuẩn quốc tế do Tổ chức Tiêu chuẩn Hóa Quốc tế (IEC) thiết lập, và nó tập trung vào các thử nghiệm môi trường để đánh giá khả năng chịu đựng của các sản phẩm điện và điện tử. Cụ thể, IEC 60068-2-14 tập trung vào thay đổi nhiệt độ.

RTCA/DO-160, Phần 5.0 – Biến Độ Nhiệt Độ