冷熱沖擊箱的 “沖擊” 是如何實(shí)現(xiàn)的？對(duì)樣品有何特殊影響？

來(lái)源：廣東皓天檢測(cè)儀器有限公司 2025年07月19日 08:58

沖擊” 的實(shí)現(xiàn)機(jī)制

冷熱沖擊箱的 “沖擊” 效果主要通過(guò)三大系統(tǒng)協(xié)同完成。分區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)，雙區(qū)結(jié)構(gòu)包含高溫槽和低溫槽，樣品通過(guò)機(jī)械臂快速在兩槽間轉(zhuǎn)移（切換時(shí)間＜10 秒）；三區(qū)結(jié)構(gòu)則采用獨(dú)立測(cè)試腔，通過(guò)風(fēng)閥切換高溫區(qū)（加熱管 + 風(fēng)機(jī)）與低溫區(qū)（壓縮機(jī) + 蒸發(fā)器）的氣流，避免樣品移動(dòng)即可實(shí)現(xiàn) - 55℃至 125℃的瞬時(shí)切換。

動(dòng)力系統(tǒng)決定沖擊強(qiáng)度，高壓離心風(fēng)機(jī)提供每秒 2-3 米的氣流速度，配合蜂窩式風(fēng)道設(shè)計(jì)，使測(cè)試區(qū)溫度在 3-5 分鐘內(nèi)達(dá)到目標(biāo)值（如從 25℃躍升至 150℃）。溫度控制系統(tǒng)采用 PID + 模糊控制算法，通過(guò)鉑電阻傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度，當(dāng)偏差超過(guò) ±1℃時(shí)立即啟動(dòng)功率補(bǔ)償，確保沖擊過(guò)程中溫度波動(dòng)不超過(guò) ±0.5℃。

對(duì)樣品的特殊影響

這種劇烈的溫度變化會(huì)對(duì)樣品產(chǎn)生多重作用。在材料層面，非金屬材料（如橡膠、塑料）會(huì)因熱脹冷縮系數(shù)的差異產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致微觀裂紋萌生，例如汽車密封條經(jīng) 500 次沖擊后，表面可能出現(xiàn) 0.1-0.3mm 的龜裂。

金屬部件則可能發(fā)生相變應(yīng)力，如鋁合金在 - 70℃至 120℃沖擊下，晶界處易產(chǎn)生微變形，長(zhǎng)期測(cè)試可能導(dǎo)致疲勞強(qiáng)度下降 5%-10%。

對(duì)電子樣品而言，“沖擊” 的影響更具隱蔽性。PCB 板上不同焊點(diǎn)（錫鉛焊料與無(wú)鉛焊料）的熱匹配性差異，會(huì)引發(fā)焊點(diǎn)疲勞，顯微鏡下可見(jiàn)針狀空隙；電容、電阻等元件的引線在溫度沖擊下反復(fù)彎折，可能導(dǎo)致引線斷裂或接觸電阻增大，使電路出現(xiàn)間歇性故障。

此外，“沖擊” 還會(huì)加速樣品的化學(xué)老化。例如鋰電池在 - 40℃至 85℃循環(huán)沖擊中，電解液與電極材料的反應(yīng)速率提升 3-5 倍，隔膜的微孔結(jié)構(gòu)可能因冷熱交替出現(xiàn)局部堵塞，導(dǎo)致容量衰減速度比常規(guī)老化測(cè)試快 2-3 倍。

這種 “沖擊” 效應(yīng)雖具有破壞性，但能快速暴露產(chǎn)品潛在缺陷。例如航空插頭經(jīng) 100 次 - 55℃/125℃沖擊后，插拔力變化量若超過(guò) 20%，則說(shuō)明其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在隱患。因此，理解冷熱沖擊箱的 “沖擊” 原理及其對(duì)樣品的影響，是開(kāi)展可靠性測(cè)試的重要前提。

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