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温度衝撃試験の特徴・目的・種類が3分でわかる

熱衝撃試験は、温度衝撃試験または温度サイクル、高温および低温熱衝撃試験と呼ばれることがよくあります。

加熱冷却速度は30℃/分以上です。

温度変化範囲は非常に大きく、温度変化率が大きくなるにつれて試験の厳しさも増します。

温度衝撃試験と温度サイクル試験の違いは主に応力負荷機構の違いです。

温度衝撃試験では主にクリープ損傷と疲労損傷によって引き起こされる破壊が検査され、温度サイクルでは主にせん断疲労によって引き起こされる破壊が検査されます。

温度衝撃試験では、2 スロットの試験装置を使用できます。温度サイクル試験ではシングルスロット試験装置を使用します。 2スロットボックスでは、温度変化率が50℃/分以上である必要があります。
温度ショックの原因: リフローはんだ付け、乾燥、再加工、修理などの製造および修理プロセス中の急激な温度変化。

GJB 150.5A-2009 3.1 によると、温度衝撃は機器の周囲温度の急激な変化であり、温度変化率が 10 度/分を超える場合、これは温度衝撃です。 MIL-STD-810F 503.4 (2001) も同様の見解を保持しています。

 

温度変化には多くの理由があり、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 テスト N: 温度変化
温度変化に対する現場条件:
電子機器やコンポーネントでは温度変化がよく発生します。機器の電源が入っていないときは、内部部品の温度変化は外部表面の部品よりも緩やかです。

 

次の状況では、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に移動した場合、またはその逆の場合。
2. 雨にさらされたり、冷水に浸されたりして急激に冷えた場合。
3. 外部の航空機搭載機器に取り付けられます。
4. 特定の輸送および保管条件下。

電力が投入されると、機器内に高い温度勾配が生成されます。温度変化により、コンポーネントにストレスがかかります。たとえば、高出力抵抗器の隣では、放射線によって隣接するコンポーネントの表面温度が上昇しますが、他の部品は冷たいままになります。
冷却システムの電源がオンになると、人工的に冷却されたコンポーネントは急激な温度変化を経験します。コンポーネントの急激な温度変化は、機器の製造プロセス中にも発生する可能性があります。温度変化の数と大きさ、および時間間隔が重要です。

 

GJB 150.5A-2009 軍事装備研究所の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 通常の環境:
このテストは、気温が急激に変化する可能性が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、または外面近くに取り付けら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。典型的な状況は次のとおりです。
A) 装置は高温の場所と低温の環境の間で移動されます。
B) 高性能運搬船によって地上の高温環境から高高度(高温から低温まで)まで吊り上げられます。
C) 外部材料(パッケージングまたは機器の表面材料)のみをテストする場合、高高度および低温の条件下で高温の航空機保護シェルから落下させます。

3.2.2 安全性と環境ストレスのスクリーニング:
3.3 で説明されていることに加えて、このテストは、(テスト条件が設計を超えない限り) 機器が極端な温度よりも低い温度変化率にさらされたときに通常発生する安全上の問題と潜在的な欠陥を示すために適用できます。機器の限界です)。このテストは環境ストレス スクリーニング (ESS) として使用されますが、機器が条件にさらされたときに発生する可能性のある潜在的な欠陥を明らかにするために、適切なエンジニアリング処理を行った後、スクリーニング テスト (より極端な温度の温度衝撃を使用) としても使用できます。極端な温度よりも低い。
温度衝撃の影響: GJB 150.5A-2009 軍事装備研究所環境試験方法パート 5: 温度衝撃試験:

4.1.2 環境への影響:
温度衝撃は通常、機器の外面に近い部分により深刻な影響を与えます。外表面から遠ざかるほど(もちろん、関連する材料の特性に関係します)、温度変化は遅くなり、その影響は明白ではなくなります。輸送用の箱や梱包なども、密閉された機器への温度衝撃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に影響を与える可能性があります。以下に、機器が温度衝撃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を示します。次の典型的な問題を考慮することは、このテストがテスト対象の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) 典型的な物理的影響は次のとおりです。
1) ガラス容器や光学機器の飛散。
2) 可動部品の固着または緩み。
3) 爆発物の固体ペレットまたは柱の亀裂。
4) 異なる材料の異なる収縮率または膨張率、または誘発ひずみ率。
5) 部品の変形、破損。
6) 表面コーティングの亀裂。
7) 密閉されたキャビン内の漏れ。
8) 絶縁保護の欠陥。

B) 典型的な化学的影響は次のとおりです。
1) コンポーネントの分離。
2) 化学試薬保護の失敗。

C) 典型的な電気的影響は次のとおりです。
1) 電気・電子部品の変化。
2) 水や霜が急速に結露し、電子的または機械的な故障が発生する。
3) 過度の静電気。

温度衝撃試験の目的: 技術開発段階で製品設計やプロセスの欠陥を発見するために使用できます。製品の最終化または設計の特定および量産段階で、温度衝撃環境に対する製品の適応性を検証するために使用でき、設計の最終化と量産の合否決定の基礎を提供します。環境ストレススクリーニングとして使用する場合、その目的は製品の初期故障を排除することです。

 

温度変化試験の種類は、IEC および国家規格に従って 3 種類に分類されます。
1. Na のテスト: 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 つの液体タンクによる急速な温度変化。液体;

上記 3 つのテストでは、1 と 2 は媒体として空気を使用し、3 つ目は媒体として液体 (水またはその他の液体) を使用します。 1と2の変換時間は長くなり、3の変換時間は短くなります。

 


投稿日時: 2024 年 9 月 5 日