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环境试验与产品失效的关系

2023-05-04 14:20 作者:TEMAK_泰美科  | 我要投稿

环境试验是确认与改善工业产品质量的主要方法,也是可靠性试验的重要组成部分。可靠性试验从内容上讲大体可以分为筛选试验、加速寿命试验(耐久性试验)及失效率试验等 。环境条件对电工产品之影响与失效之间存在着密切的关系,温度相关试验是环境试验入门,包括:高温( 耐热 ) 试验、低温( 耐寒 )、温度循环试验三种。环境因素影响

环境对产品的影响


高温

高温对产品的主要影响有:

  1. 相异材料之不同膨胀特性造成零件卡死;

  2. 润滑剂黏性降低;

  3. 产品外型尺寸改变;

  4. 变压器和机电件过热;

  5. 缩短操作寿命时间;

  6. 密封产品内部产生高压;

  7. 有机材料变色或龟裂。

当讨论产品寿命时:具体应用时可以表达为“10℃ 规则”等,

  • 当周围环境温度上升10℃时,产品寿命就会减少一半;

  • 当周围环境温度上升20℃时,产品寿命就会减少到四分之一。

这种规则说明温度是如何影响产品寿命(失效)的。反之,人们也可以利用升高环境温度,可以加速失效现象发生的原理进行各种加速寿命老化试验。

低温

低温对产品的主要效应有:

  1. 材料硬化及脆化;

  2. 相异材质间之不同收缩特性而使零件卡死;

  3. 润滑剂黏性增加;

  4. 电性之改变(如电阻、电容);

  5. 变压器或机电元件性能改变;

  6. 使水凝结及结冻。

温度循环

温度循环会产生内应力造成机械损伤及电器性能的变化。温度循环试验主要是利用试样结构不同,材料热膨胀系数差异,加强因温度快速变化所产生的热应力对产品所造成的劣化影响。如引擎盖(-55℃~150 ℃),室内(0℃~60℃),以桌上型计算机为例,平均每日约经历 2~3 次温度循环, 笔记型计算机则高达 5~7 次温度循环,如果有省电装置的计算机,则其温度循环次数会有更大幅度的增加。影响温度循环的主要参数有:温度循环范围、循环数、温度变化斜率、驻留时间、风速、应力均匀度、功能测试与否。 产品放置于仓库中一星期约经过 158 个温度循环(MIL)。温度循环筛选,可参考下表指导原则进行:仪器复杂程度温度循环次数

温度循环次数


湿度

湿度增加会引起零组件、 材料之绝缘电阻降低,发生漏电、短路甚至贯穿,湿热条件使结构组件锈蚀,传断滞卡。过分干燥则会使某些材料变脆,强度降低。

湿度影响

另外,进行温湿度试验时,如何避免产品结露呢?

  1. 让测试品的温度高于湿球温度,具体的实施办法是,先升温,再加湿。

  2. 采用温度湿度同步斜率,此时测试品表面的温度将始终高于露点温度,从而避免结露。

以上两种方法,第二种更科学,不易出错。


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