缩略图

常用军民标高温试验方法标准综述

作者

田艳阳 张兵

中研国测检测技术(北京)有限公司江苏分公司

摘要:本文对常用军民标高温试验方法相关标准中的主要内容,即试验参数及试验条件进行综合研究,旨在抛砖引玉,提出了几点看法,更好地为了产品研发和使用客户对产品高温能力的判断提高认识,更好为环境试验检测人员更全面了解高温试验方法提供必要支持。

关键词:高温试验  标准

0高温试验目的

在电子产品绝大多数的试验步骤中,高温环境必要的一环,因为无论是某些产品在使用过程中自生会发热或是处于高温环境中,都会影响产品的功能性能。所以需要对产品的抗高温能力进行考核。

1常见试验标准

目前电子产品使用高温试验方法的标准有面 向电工电子产品的GB/T2423.2-2008 《电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:高温》;专门给军用装备制定的国家军用标准GJB 150.3A-2009 《军用装备实验室环境试验方法 第3部分:高温试验》;国际标准有IEC 60068-2-2-2007《环境测试 第2-2部分:试验 试验B:干热》;还有美国军用标 准《MIL-STD-810F-2000》。

2标准分析

GB/T 2423.2-2008标准等同采用国际标准IEC 60068-2-2:2007。《电工电子产品环境试验 第2部 分:试验方法 试验B:高温》用来确定元器件、电子设备或其他产品在高温环境下使用运输或贮存的能力。GJB 150.3A-2009《军用装备实验室环境试验方 法第3部分:高温试验》适用于对军用装备进行的高温试验,美MIL-STD-810F-2000同样适用评价军用装备在受高温环境影响程度。

2 试验方法

GB/T 2423.2-2008标准中要求,试验有非散热 试验样品温度渐变的高温试验,试验样品通常在非 工作状态下进行试验且采用高气流速度循环。散热 试验样品温度渐变的高温试验,又分为试样样品在升温调解期不通电和试验样品在整个试验过程中通电,均采用低气流速度循环。

GJB 150.3A-2009标准则提供了两种试验程序:程序Ⅰ-贮存和程序Ⅱ-工作。程序Ⅰ适用于评价高温贮存后对装备性能的影响,程序Ⅱ适用于评价装备工作期间高温对它的影响。世界范围内基本热和热两种气候类型的高温循环数据见表2和表3。应确定贮存和使用装备的地域的气候条件,确定高温条件时应考虑其诱发条件是指装备在极端的贮存或运输情况下可能暴露于其中的空气温度条件。

3 试验条件

3.1 试验箱温度

GB/T 2423.2-2008标准中,温度选取范围依次有 30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃、 65 ℃、70 ℃、75 ℃、80 ℃、85 ℃、100 ℃、125 ℃、 155 ℃、175 ℃、200 ℃、250 ℃、315 ℃、400 ℃、 500 ℃、630 ℃、800 ℃及1 000 ℃。

GJB 150.3A-2009标准中4.3.2条明确有高温日循环,气候类型分为基本热和热,装备在极端贮存或运输条件下诱发温度分别在30~63 ℃、33~71 ℃。

针对不同标准的高温试验,目前实验室所使用的高温试验箱基本可以满足不同标准的高温试验条件。高温试验箱,用于模拟不同的温度环境,以测试产品在不同温度条件下的性能。加热系统:主要有电加热器的加热方式,通过电阻丝将电能转换为热能,以此达到升高试验箱内温度的目的。湿度控制系统:加湿/脱湿过程主要是通过气体 蒸发器控制水分蒸发量的大小,达到加湿/脱湿的目 的,以此调节试验箱内部的湿度。控制系统:利用试验箱内温度传感器对温度和湿度实时监测,将监测数据反馈给计算中枢,计算中枢给制冷或加热系统传达相关指令,确保温度和湿度能在设定值稳定运行。循环风路系统:在试验箱内合理布置风扇,使试验箱内的温度均匀分布,保证测试结果的准确性和可靠性。

3.2 试验周期

GB/T 2423.2-2008标准中同样列出了试验时长清单,但未提到对应关系,持续时间有:2 h、16 h、 72 h、96 h、168 h、240 h、336 h、1 000 h。GJB 150.3A-2009标准中则明确表明,程序Ⅰ-贮存试验至少进行7个循环(每个循环周期24 h); 程序Ⅱ-工作暴露试验至少进行3个循环(每个循环周期24 h)。另提出,当难以重现温度响应时,建议最多采用7个循环。

3.3 温度稳定时间

GB/T 2423.2-2008标准中表明仅需要在试验结束后的恢复常温阶段,试件整体温度稳定试件至少1 h,从而确保试件足以达到整体温度稳定。 GJB 150.3A-2009标准中表明试件暴露于高温环境中达到温度稳定后,再保持试验温度至少2 h。

3.4 其他要求

GB/T 2423.2-2008标准中提到试验箱内的温度变化应不超过1 K/min,相对湿度不超过50%RH,试验温度允差为±2 K。

GJB 150.3A-2009标准提到试件附近的风速应不超过1.7 m/s,温度变化速率应不超过3 ℃/min,一般试验温度允差为±3 ℃,湿度为±5%RH。4 试验注意事项

4.1 试样放置状态

试样在恒定应力状态暴露期间,温度变化应十分缓慢以防止试样损坏。为真实反映产品在实际工作中的安装特性,需要按照要求将外部连接线缆与被试件按正常使用状态连接;在高温试验中还需注意的是,应使用能确保试样在试验箱内正常放置且与箱壁之间有足够保证空气正常流通的空间;放置完试样后同时还要确保试件在后续试验中保持清洁,不受外部环境污染。

4.2 试验中断

4.2.1 允差中断

在试验中断时,应记录此时的试验应力及相关的环境条件。在试验中断期间的试验条件能保持在试验允差的范围之内时,说明仍是在试验条件下,则不属于试验中断。在确保安全的前提下,且不影响试件需要开箱检查情况可短暂开箱查看,解决问题后可继续开展试验,不需要做其他修改。

4.2.2 超允差中断

1)欠试验中断。在试验条件已经低于允差范围下限时,应当立即记录当时环境条件,立即审查试验相关材料包括试验箱情况、人员操作情况等,成立相关专家组对此次中断情况进行评估,给出处理意见并恢复试验直至结束。

2)过试验中断。在试验过程中出现试验实际

应力大于试验设定应力允差上限时,应及时暂停试验,试件若通过专业技术检测为损坏,汇报给项目工作同意后可重新使用新试件开展新试验。若未损坏,再全面评估试件,并对本次试验中断影响试验结果进行初步评估。如果过试验中断暂未对试验结果产生不利的影响,则可继续中断前的试验条件并继续开展试验。否则,应使用新的试样重新开始试验。

4.3 试验前后试件处理

试验前所有试件均需在标准大气条件下按要求进行检测、拍照,如仅为结构件则只检查外观。在试件内、试件上或其他周围安装温度传感器,确保测量到试件最大温度响应。试验后按要求检查相关材料,包括:试件的外观、所记录性能参数的数据、试验箱温度曲线、试验后相关照片、确认试验数据有效的人员签名及日期。

5 结语

本文通过分析了高温试验相关标准的试验温度、试验周期、温度稳定时间及相关温度允差、湿度允差、风速控制等试验条件,并提出了试验注意事项。更好地为产品研发及使用单位对产品抗高温 能力的判断提高参考,为从事环境试验检测人员更好地了解高温试验方法提供了技术上的支持。

参考文献:

GB/T 2423.2-2008

GJB 150.3A-2009