Buồng lão hóa nhiệt độ

Aging Chamber được thiết kế để mô phỏng các điều kiện môi trường nhằm đánh giá độ bền và độ ổn định của sản phẩm trong điều kiện ứng suất. Weber là nhà sản xuất và phân phối nổi tiếng về Aging Test Chambers tại Ấn Độ và nước ngoài. Weber cung cấp thiết bị khoa học với mức giá phải chăng nhất và thiết kế linh hoạt. Các tiêu chuẩn thử nghiệm quốc tế tạo ra các Bộ vi xử lý được sử dụng trong Aging Test Chambers. Thiết bị này có chứng nhận CE. Aging Chamber duy trì độ ẩm tương đối từ 25% đến 95%. Buồng thử nghiệm của nó được điều khiển kỹ thuật số và cung cấp kết quả chính xác trong các điều kiện được kiểm soát trong môi trường. Buồng này cũng được gọi là Accelerated Ageing Test Chamber.

Thử nghiệm lão hóa khí hậu

Cái gọi là thử nghiệm “lão hóa khí hậu” là một kỹ thuật nghiên cứu trong đó các mẫu polyme tiếp xúc với các điều kiện của khí quyển để khám phá quy luật lão hóa của các vật liệu tiếp xúc với môi trường không khí, nghiên cứu các đặc tính của vật liệu polyme và ước tính tuổi thọ của chúng.

Hai loại thử nghiệm tìm kiếm thức ăn trong khí hậu

• Một cách khác là thử nghiệm phơi nhiễm tự nhiên. Mẫu thử nghiệm của polyme sẽ được phơi nhiễm với các điều kiện khí quyển để quan sát những thay đổi của vật liệu trong môi trường tự nhiên xung quanh. Thông tin về quá trình lão hóa thu thập được bằng phương pháp thử nghiệm kiếm ăn này là chính xác nhất. Phương pháp hiệu quả nhất để xác định hành vi lão hóa trong vật liệu phân tử; tuy nhiên, các chu kỳ thử nghiệm quá dài, kéo dài và tốn thời gian.

• Thử nghiệm khác là thử nghiệm tuổi khí hậu nhân tạo. Thử nghiệm khí hậu nhân tạo đề cập đến phương pháp lão hóa mô phỏng các điều kiện khí quyển thực tế bên trong hoặc tăng cường sức mạnh của một yếu tố môi trường cụ thể để tạo ra các đặc điểm lão hóa của các chất một cách nhanh chóng. Nó cũng được gọi là lão hóa mô phỏng nhân tạo hoặc tăng tốc quá trình lão hóa. Lão hóa khí hậu nhân tạo thường được thực hiện bên trong buồng khí hậu nhân tạo để lão hóa. Các buồng khí hậu tổng hợp được sử dụng phổ biến nhất bao gồm đèn xenon cho buồng tuổi khí hậu và buồng thử nghiệm cho đèn huỳnh quang để thử nghiệm khí hậu trong buồng thử nghiệm tuổi khí hậu đèn hồ quang carbon. Các buồng thử nghiệm lão hóa khí hậu này mô phỏng hoặc tăng cường các biến số môi trường tự nhiên từ các biến số khí hậu quan trọng như nhiệt độ, ánh sáng và mưa để tạo ra sự lão hóa của vật liệu. Hơn nữa, vật liệu thử nghiệm lão hóa phải được tiến hành theo các thông số kỹ thuật thử nghiệm cụ thể.

Thử nghiệm lão hóa bằng không khí nóng

Đây là một trong những yếu tố quan trọng góp phần vào quá trình lão hóa của vật liệu polyme. Nhiệt có thể làm tăng tốc độ chuyển động của các chuỗi polyme. Nó có thể khiến các chuỗi polyme bị phá vỡ, tạo ra các gốc tự do hoạt động và kích hoạt các phản ứng dây chuyền gốc tự do gây ra sự phân hủy polyme hoặc trao đổi.

Thử nghiệm lão hóa bằng không khí nóng là một trong những thử nghiệm phổ biến nhất để đánh giá vật liệu polyme và phân tích khả năng chống lão hóa của vật liệu polyme. Thử nghiệm này thường được tiến hành trong lò nung liên tục trong buồng thử nghiệm.

Các thông số kỹ thuật của thử nghiệm có thể xác định nhiệt độ của lò sấy. Vật liệu polyme được kiểm tra và lấy mẫu thường xuyên khi tiếp xúc với các yếu tố khô để hiểu các đặc điểm lão hóa và tính chất của vật liệu polyme nhằm thay đổi vật liệu polyme cụ thể và tăng hiệu suất của nó.

Thử nghiệm lão hóa thay đổi nhiệt độ

Nhiệt độ là một khía cạnh khác góp phần vào quá trình lão hóa của vật liệu polyme. Đối với chất kết dính làm bằng polyme, nhiệt độ cao có thể làm tăng tốc độ chuyển động của chuỗi chất kết dính polyme và nhiệt độ thấp có thể gây ra ứng suất bên trong cho polyme chất kết dính. Sự xen kẽ gây ra đứt chuỗi cho chất kết dính polyme và quá trình phân hủy và lão hóa.

Đối với cao su, nhiệt độ cực cao có thể đẩy nhanh chuyển động trong các chuỗi phân tử và liên kết chéo với vật liệu. Nhiệt độ thấp có thể gây hư hỏng cho sự gia tăng kích thước của chuỗi bị phá vỡ, khiến nó giòn hơn và giảm độ đàn hồi và lão hóa.

Thử nghiệm xen kẽ nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp về lão hóa là một thử nghiệm để xác định khả năng chịu nhiệt của vật liệu polyme. Nó thường được tiến hành trong một buồng thử nghiệm xen kẽ nhiệt độ, bắt đầu ở nhiệt độ chính xác T 1 (thường là nhiệt độ phòng) đến nhiệt độ quy định, ở tốc độ gia nhiệt không đổi T 2 và duy trì nhiệt độ T 2 trong một khoảng thời gian quy định, sau đó hạ nhiệt độ xuống đến nhiệt độ quy định T 3 bằng cách sử dụng cùng tốc độ làm mát và duy trì nhiệt độ đó trong một khoảng thời gian quy định, sau đó tăng nhiệt độ lên T 1 và nhiệt độ xen kẽ. Chiều dài của chu kỳ có thể được xác định dựa trên các yêu cầu cụ thể của thử nghiệm.

Thử nghiệm lão hóa nhiệt ẩm

Thử nghiệm nhiệt ẩm là phương pháp đáng tin cậy để đánh giá khả năng chống lão hóa của vật liệu polyme trong điều kiện độ ẩm cao và nhiệt độ cao. Trong môi trường có độ ẩm cao, nước có thể thấm vào vật liệu polyme, khiến vật liệu giãn nở. Một số nhóm hợp chất ưa nước bị thủy phân, dẫn đến quá trình lão hóa và phân hủy của polyme.

Ngoài ra, sự xâm nhập của nước vào vật liệu polyme cũng có thể dẫn đến sự hòa tan và chuyển giao các chất phụ gia trong vật liệu polyme, bao gồm các hợp chất và nhiều chất khác, có thể ảnh hưởng đến các đặc tính cơ học của vật liệu.

Thông qua việc sử dụng nhiệt độ cao, nó có thể thúc đẩy sự thẩm thấu nước. Nhiệt độ làm tăng chuyển động của các chuỗi polyme, làm giảm lực liên phân tử, thúc đẩy sự thẩm thấu của nước và đẩy nhanh quá trình phân hủy vật liệu polyme.

Các vật liệu polyme khác nhau có công thức riêng biệt và cơ chế lão hóa ẩm-nhiệt của chúng cũng khác nhau. Các tiêu chuẩn lão hóa khác nhau phải được lựa chọn dựa trên các vật liệu polyme khác nhau trước khi thử nghiệm lão hóa ẩm-nhiệt.

Kiểm tra độ ẩm để xác định độ lão hóa thường được thực hiện trong buồng kiểm tra độ ẩm và nhiệt độ, độ ẩm và nhiệt độ có thể được điều chỉnh theo yêu cầu của thử nghiệm.

Thử nghiệm lão hóa trung bình

Một số chất polyme phải được ngâm trong một môi trường cụ thể trong thời gian dài. Ví dụ, vật liệu polyme tìm thấy trên thiết bị liên quan đến hoạt động hàng hải hoặc hoạt động chìm trong thời gian dài phải được ngâm trong nước biển trong thời gian dài. Đồng thời, các thành phần cụ thể của máy bay được sử dụng cho mục đích hàng không phải tiếp xúc với không khí trong thời gian dài. Điều này đòi hỏi polyme phân tử cao phải có khả năng chống lão hóa điện môi mạnh mẽ.

Thử nghiệm lão hóa trong môi trường là một kỹ thuật thử nghiệm tiêu chuẩn để đánh giá khả năng chống lão hóa của vật liệu polyme môi trường và dự đoán tuổi thọ của chúng trong một môi trường cụ thể. Môi trường được sử dụng để thử nghiệm lão hóa có thể được thực hiện tùy thuộc vào bối cảnh nơi polyme được sử dụng. Có thể là nước muối, nước biển nhân tạo, nước mưa, dung dịch axit-bazơ, dầu xăng và nhiều dung môi hữu cơ khác nhau.

Buồng nhiệt độ là gì ?

Buồng nhiệt độ là bầu khí quyển được kiểm soát có khả năng tạo ra các điều kiện mà một vật phẩm sẽ tiếp xúc khi sử dụng. Thiết bị công nghệ được kiểm soát chặt chẽ này có thể tạo ra nhiều loại nguy hiểm, ứng dụng và điều kiện khác nhau mà sản phẩm có thể gặp phải. Để xác định tuổi thọ của một vật phẩm, buồng nhiệt độ có thể tạo ra các điều kiện mô phỏng tuổi thọ của sản phẩm bằng cách thay đổi nhanh chóng.

Buồng nhiệt độ cho phép các công ty kiểm tra phản ứng của sản phẩm khi tiếp xúc với điều kiện khắc nghiệt. Khả năng tạo ra những điều kiện này có thể giúp đưa sản phẩm ra thị trường mà không đáp ứng được nhu cầu của khách hàng.

Buồng nhiệt độ hoạt động như thế nào?

Các buồng nhiệt độ sử dụng các kỹ thuật khác nhau để tạo ra các nhiệt độ khác nhau nhằm mô phỏng các điều kiện khí quyển khác nhau. Sự khác biệt trong các quy trình không liên quan trực tiếp đến hiệu quả của thiết bị mà phù hợp hơn với các quy trình cụ thể do nhà sản xuất sử dụng. Nhiều nhà sản xuất cung cấp nhiều phương pháp khác nhau để đáp ứng nhu cầu của khách hàng.

Buồng nhiệt độ đo lường các tác động lâu dài của sự thay đổi nhiệt độ để xác định chất lượng của các thành phần hoặc thông số. Chúng hỗ trợ xác định hành vi của vật liệu trong điều kiện khắc nghiệt, bao gồm nhiệt độ thay đổi do độ ẩm thay đổi. Các thử nghiệm có thể tĩnh theo thời gian hoặc động để kích hoạt và dẫn đến hỏng hóc.

Buồng nhiệt độ, còn được gọi là buồng thử nghiệm môi trường, thực hiện các thử nghiệm nhiệt bằng cách sử dụng lực đối lưu không khí. Theo nhiều cách khác nhau, chúng hoạt động tương tự như lò nướng. Yêu cầu chính là luồng không khí được điều khiển bởi quạt và động cơ lưu thông không khí qua buồng để thử nghiệm.

Các loại buồng nhiệt độ

Có nhiều loại và kích thước buồng nhiệt độ khác nhau, từ loại có thể đặt trên kệ hoặc loại lớn bằng tòa nhà. Các yếu tố chính khi lựa chọn buồng nhiệt độ là không gian có sẵn và các điều kiện lý tưởng cần đạt được.

Trong khi bạn thường có thể mua một buồng thử nghiệm thông thường, người mua sẽ hợp tác với nhà sản xuất để thiết kế một buồng chính xác đáp ứng các yêu cầu của khách hàng. Có nhiều khía cạnh mà mọi khách hàng đều muốn thử nghiệm và buồng thử nghiệm mà họ chọn phải đáp ứng các yêu cầu đó.

• Buồng nhiệt độ di động

Buồng nhiệt độ di động có thể cung cấp hiệu suất cao nhất với diện tích nhỏ. Chúng dễ lắp đặt và sử dụng ít điện năng, tạo ra ít tiếng ồn, nhưng vẫn có đầy đủ các tính năng cần thiết của các mẫu lớn hơn. Bất kể các thiết bị di động lớn đến đâu cũng có thể tạo ra nhiệt độ từ 70 độ C đến 150 độ C.

• Buồng nhiệt độ để bàn

Buồng nhiệt độ để bàn, tương tự như buồng nhiệt độ di động, cung cấp phương pháp hiệu quả để kiểm tra nhiệt độ với diện tích nhỏ. Chúng được tạo ra để kiểm tra các bộ phận nhỏ hơn như bảng mạch cho máy tính, cảm biến và điện thoại di động. Mặc dù nhỏ và dễ thích nghi, nhưng chúng lý tưởng để thử nghiệm nghiên cứu và phát triển ở quy mô nhỏ hơn. Buồng nhiệt độ để bàn có phạm vi từ 0,89 feet khối đến phạm vi 5,5 mét khối, với nhiệt độ dao động từ 68 độ C đến 180 độ C.

• Buồng nhiệt độ Reach-In

Buồng thử nghiệm để tiếp cận lớn hơn một chút so với các mẫu để bàn. Chúng có thể được đặt trên mặt đất và đi kèm với bánh xe hoặc bánh lăn để dễ dàng di chuyển. Chúng có diện tích nhỏ nhưng có sức chứa lớn hơn, tương đương với các mẫu để bàn hoặc các băng ghế thử nghiệm nhỏ. Chúng có kích thước từ 10 feet khối đến 64 feet khối, với nhiệt độ dao động từ phạm vi -68 độ C đến 180 độ C. Các buồng thử nghiệm để tiếp cận được trang bị nhiệt độ trung bình là +-1,0 độ C.

• Buồng Nhiệt Độ Walk-In

Tên gọi cho thấy buồng nhiệt độ walk-in có diện tích lớn và được thiết kế để chứa nhiều hoặc nhiều thành phần lớn. Chúng có thể được xây dựng theo mô-đun và được vận chuyển như một đơn vị duy nhất hoặc tại chỗ. Hầu hết các phòng walk-in đều được xây dựng theo yêu cầu của khách hàng. Các buồng walk-in dạng tấm được làm bằng các tấm cách nhiệt nhẹ, dễ lắp đặt cũng như các phòng walk-in chắc chắn có các bức tường được hàn để đảm bảo độ kín lý tưởng.

Các buồng nhiệt độ walk-in có nhiều kích cỡ khác nhau, từ 286 feet khối đến các buồng có hơn 1.400 feet khối. Mặc dù đây là những kích thước thông thường, nhưng hầu hết các buồng walk-in đều được tạo và chế tạo theo yêu cầu. Dựa trên mô hình, chúng có thể được kiểm soát nhiệt độ từ 40 độ C đến 150 độ C.

• Buồng nhiệt độ Drive-In

Buồng nhiệt độ Drive-In được sử dụng để kiểm tra các thành phần của ô tô và các thành phần như các bộ phận của một chiếc xe hoàn chỉnh. Mặc dù các thành phần riêng lẻ có thể được kiểm tra trong các buồng nhỏ hơn, chúng cũng cho phép các nhà sản xuất nghiên cứu quá trình phong hóa của các thành phần khi chúng được tích hợp vào sản phẩm cuối cùng.

Không có kích thước chuẩn cho buồng lái như buồng đi bộ. Chúng có thể đủ nhỏ để vừa với ô tô nhỏ hoặc phù hợp với xe tải diesel lớn. Các thông số kỹ thuật và kích thước khác nhau tùy theo nhu cầu của nhà sản xuất ô tô.

Sự khác biệt về kích thước cũng áp dụng cho các khía cạnh khác của buồng. Có thể nói rằng tất cả các buồng thử nghiệm đều được trang bị hệ thống điều khiển PID. Trong trường hợp buồng lái xe, các chương trình trong hệ thống có thể chính xác hơn về thông tin cần thiết.

Các ngành công nghiệp dựa vào buồng nhiệt độ

Các nhà sản xuất sử dụng buồng nhiệt độ để thử nghiệm sản phẩm của họ trước khi đưa vào sản xuất. Điều này đặc biệt đúng đối với các sản phẩm có chất lượng và độ bền cao nhất. Buồng nhiệt độ có thể tạo ra các điều kiện và môi trường sản xuất mô phỏng các loại tình huống mà khách hàng có thể gặp phải với sản phẩm. Ưu điểm của buồng nhiệt độ là tạo ra các khả năng riêng biệt trong một môi trường được kiểm soát và biệt lập.

Nhiều ngành công nghiệp phụ thuộc vào dữ liệu được tạo ra thông qua các buồng thử nghiệm. Kích thước và loại buồng phụ thuộc vào doanh nghiệp và nhu cầu của doanh nghiệp. Các nhà sản xuất ô tô, xi măng bán dẫn, ngành công nghiệp thực phẩm và các công ty dược phẩm dựa vào các buồng thử nghiệm để phát triển sản phẩm của họ. Trong nhiều trường hợp, khách hàng quyết định cách bố trí, thiết kế và sử dụng các buồng thử nghiệm theo yêu cầu của doanh nghiệp cụ thể của họ.

• Dược phẩm

Các sản phẩm dược phẩm có thể bị hư hỏng nghiêm trọng khi tiếp xúc với nhiệt độ không phù hợp, gây hư hỏng các đặc tính của chúng. Sự phân hủy có thể xảy ra làm giảm đáng kể hiệu quả của thuốc. Nó có thể dẫn đến thuốc bị hỏng, không có hiệu quả trong việc mang lại kết quả mong muốn.

• Ô tô

Linh kiện điện tử đang tăng lên khi nhu cầu về hiệu quả bảo mật, hiệu suất, tiết kiệm nhiên liệu và hiệu suất lâu dài ngày càng tăng. Thiết bị điện tử ô tô bao gồm các cảm biến, chất bán dẫn cũng như các hệ thống phụ khác nhau. Ô tô hiện đại có năm mươi công tắc, cảm biến và các thiết bị điều khiển điện tử khác.

Để đảm bảo hiệu suất của các linh kiện điện tử này, chúng được thử nghiệm trong các buồng nhiệt độ có nhiệt độ từ 80 độ C đến 225 độ C hoặc cao hơn. Các điều kiện có thể được thiết lập trong buồng để bàn hoặc buồng lái kín để thử nghiệm độ bền của tất cả các linh kiện cùng một lúc.

• Điện tử

Buồng nhiệt độ được sử dụng trong ngành công nghiệp điện tử được chế tạo để kiểm tra mạch điện tử IC, ổ đĩa bán dẫn, bộ chuyển đổi và nguồn điện. Buồng thử nghiệm để đánh giá thiết bị điện tử được chế tạo để mô phỏng nhiều điều kiện khí hậu và khí quyển khác nhau.

• Thuộc về y học

Ngành y tế có những quy định nghiêm ngặt về sản xuất sản phẩm, vận chuyển và kiểu dáng sản phẩm. Chính quyền địa phương và quốc gia áp dụng những quy định này để bảo vệ công chúng.

Tiêu chuẩn sản phẩm y tế cũng được áp dụng cho các thiết bị dùng để thử nghiệm sản phẩm.

• Quân đội

Mục tiêu chính của việc thử nghiệm thiết bị quân sự là xác định cách chúng phản ứng trong điều kiện khắc nghiệt. Các thử nghiệm khác nhau có thể tiết lộ cách sản phẩm phản ứng và thời gian tồn tại của sản phẩm. Đây là những khía cạnh quan trọng đối với những người lính làm việc trong những hoàn cảnh nguy hiểm nhất.

Điểm yếu thử nghiệm nhiệt độ xác định

Nhiệt độ gây ra ứng suất cho sản phẩm và là thứ mà mọi vật phẩm đều phải chịu trong suốt thời gian sử dụng. Tầm quan trọng của nhiệt độ đối với một vật phẩm khác nhau tùy theo từng sản phẩm. Hầu hết thời gian, các thiết bị điện tử chịu ứng suất đáng kể hơn về mặt nhiệt độ do cách chúng hoạt động.

Có những thử nghiệm nhiệt độ cụ thể có thể được tiến hành để đánh giá hiệu quả của sản phẩm. Các thử nghiệm đầu tiên bao gồm:

• Nhiệt độ thấp, nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp.
• Chu trình nhiệt.
• Sốc
• Nhiệt độ kết hợp với độ ẩm.

Thử nghiệm nhiệt độ cao

Nhiều nguyên tố có thể được phát hiện bằng cách thử nghiệm ở nhiệt độ cao.

• Sự tan chảy của vật liệu cách nhiệt và các thành phần
• Sự phồng lên hoặc co lại của bề mặt hoàn thiện
• Việc rút ngắn thời gian của các thành phần
• Lão hóa nhanh
• Nhiệt độ tăng có thể gây ra quá trình oxy hóa hoặc phản ứng hóa học
• Nhiều linh kiện điện tử khác nhau có thể dễ bị quá nhiệt và hỏng hóc.
• Đối với máy móc và thiết bị lớn, chất bôi trơn có thể có độ nhớt thay đổi
• Những thay đổi về cơ học và cấu trúc

Thử nghiệm nhiệt độ thấp

• Sự mất đi tính linh hoạt và độ giòn
• Sự thay đổi hằng số điện
• Các thành phần đóng băng
• Trong máy móc lớn, chất bôi trơn chuyển sang dạng gel hoặc thay đổi độ nhớt
• Mất nhiệt nhanh
• Sự bong tróc hoặc nứt bề mặt hoặc bong tróc bề mặt
• Sự hỏng hóc cấu trúc hoàn toàn

Chu kỳ nhiệt độ nhanh

• Phản ứng thay đổi của các bộ phận khác nhau ở nhiệt độ khác nhau
• Kích thước và hình dạng của vật liệu có thể thay đổi
• Các phớt, miếng đệm cách nhiệt, trục và ổ trục được thay đổi và sửa đổi
• Hiệu suất của các mạch thay đổi ở nhiều nhiệt độ khác nhau
• Các đầu nối và khớp nối bị gãy hoặc bị tách ra
• Bảng mạch bị hỏng

Phần kết luận

Buồng nhiệt độ là môi trường được kiểm soát và có khả năng tạo ra các điều kiện mà sản phẩm có thể gặp phải khi sử dụng. Buồng nhiệt độ kiểm tra các tác động lâu dài của nhiệt độ thay đổi để xác định chất lượng của các thành phần hoặc thông số.

Buồng nhiệt độ giúp tạo ra các điều kiện và môi trường mô phỏng các tình huống mà khách hàng có thể gặp phải khi mua sản phẩm.

Buồng nhiệt độ là thuật ngữ chung mô tả buồng được sử dụng để tiến hành nhiều thử nghiệm khác nhau trong môi trường. Nhiệt độ gây ra ứng suất cho sản phẩm và là thứ mà mọi sản phẩm đều phải chịu trong quá trình sử dụng.

Các yếu tố môi trường có tác động lớn đến độ tin cậy của sản phẩm và hầu hết các sản phẩm bị hỏng là do các yếu tố môi trường1 Trong gần 20 yếu tố môi trường, ảnh hưởng của nhiệt độ chiếm khoảng 40% tổng tỷ lệ các yếu tố môi trường. Do đó, việc lựa chọn các thông số thích hợp theo đặc điểm của mẫu và bản thân buồng thử nghiệm là rất cần thiết để có thể tối ưu hóa hiệu quả thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ. Hiện nay, các tiêu chuẩn thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ là MIL-STD-883G 1010.8, JESD22-A104-B, v.v., nhưng có sự khác biệt về các thông số trong từng tiêu chuẩn, vì vậy việc phân tích các thông số chính của thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ và lựa chọn các tiêu chuẩn thích hợp có ý nghĩa rất lớn để cải thiện độ tin cậy của các sản phẩm điện tử và giám sát chất lượng sản phẩm.

1. Tiêu chuẩn thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ

Thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ là đặt mẫu vào buồng thử nghiệm với nhiệt độ xen kẽ, để mẫu chịu tác động của nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp liên tục thay đổi, và các hệ số giãn nở nhiệt khác nhau của các vật liệu khác nhau được sử dụng để làm cho mẫu bị biến dạng do tác động của ứng suất nhiệt; Trong quá trình kéo giãn và đùn liên tục, các vị trí lỗi liên tục được mở rộng với tải của chu kỳ nhiệt độ dưới tác động của ứng suất tăng và cuối cùng phát triển thành hỏng hóc. Do đó, các khuyết tật tiềm ẩn của sản phẩm có thể được khuếch đại hiệu quả và đủ thông qua thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ để loại bỏ sản phẩm dễ bị hỏng sớm và thử nghiệm chủ yếu được sử dụng cho các tính chất điện và tính chất cơ học của các thành phần điện tử.

Hiện nay, các tiêu chuẩn được sử dụng nhiều nhất trong các thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ là MIL-STD-883G 1010.8 và JESD22-A104-B.

MIL-STD-883G là phiên bản mới nhất của tiêu chuẩn quân sự Hoa Kỳ “Tiêu chuẩn phương pháp thử nghiệm thiết bị vi điện tử”, MIL-STD-883 kể từ khi ra đời vào năm 1968 đã phát triển đến phiên bản G ngày nay, sau gần 20 lần cải tiến, ban đầu chủ yếu dành cho thiết bị quân sự, nội dung của nó liên quan đến thử nghiệm và kiểm soát vật liệu thiết bị vi điện tử, kiểm soát kiểm tra thiết kế, kiểm tra và kiểm soát quy trình, sàng lọc, nhận dạng và tính nhất quán về chất lượng và các lĩnh vực khác, việc cải thiện độ tin cậy của thiết bị vi điện tử có vai trò quan trọng, ngày nay, MIL-STD-883 đã được sử dụng làm mô hình cho nhiều tiêu chuẩn quốc gia trong việc thử nghiệm các thiết bị vi điện tử có độ tin cậy cao

JESD22 là phần thử nghiệm ứng suất môi trường của tiêu chuẩn JEDEC, JEDEC là tiêu chuẩn cơ quan hàng đầu cho ngành vi điện tử, đây là tiêu chuẩn được phát triển cho ngành vi điện tử toàn cầu. Theo quan điểm này, MIL STD-883 phải nghiêm ngặt hơn JEDEC. Trong quá trình xây dựng, JEDEC luôn lấy nguyên tắc công bằng, hiệu quả và kinh tế làm nguyên tắc, nỗ lực đảm bảo khả năng tương tác của sản phẩm, rút ​​ngắn thời gian đưa sản phẩm ra thị trường và giảm chi phí phát triển. Các chức năng chính của tiêu chuẩn bao gồm các thuật ngữ, định nghĩa, Mô tả và vận hành các đặc tính sản phẩm, bao bì, phương pháp thử nghiệm, chức năng hỗ trợ sản xuất, chất lượng và độ tin cậy của sản phẩm, v.v.

2. Các thông số chính

Đối với sản phẩm điện tử, tác động của ứng suất môi trường do nhiệt độ thay đổi theo chu kỳ lên mẫu sẽ khác nhau tùy theo hiệu ứng thử nghiệm, dẫn đến sự khác biệt lớn về tính chất cơ học của mẫu (như hệ số giãn nở nhiệt, hệ số dẫn nhiệt, mô đun Young)…

Trong thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ, các thông số chính ảnh hưởng đến hiệu quả thử nghiệm là: phạm vi thay đổi nhiệt độ, tốc độ nhiệt độ của buồng thử nghiệm, thời gian tiếp xúc của mẫu thử nghiệm ở nhiệt độ cao hoặc thấp, thời gian chuyển đổi và số chu kỳ thử nghiệm được đưa ra trong MIL-STD-883G 1010.8 và JESD22-A104-B, nhưng có một số khác biệt nhất định

(1) Phạm vi nhiệt độ

Phạm vi nhiệt độ đề cập đến sự khác biệt giữa nhiệt độ giới hạn trên T và nhiệt độ giới hạn dưới T. Về nguyên tắc, giá trị càng lớn thì càng tốt, vì nhiệt độ càng cao thì sự tương tác giữa ứng suất nhiệt và mỏi nhiệt được thêm vào mẫu vật cùng một lúc càng lớn và hiệu quả loại bỏ hỏng hóc sớm cũng cao hơn, nhưng đối với một số vật liệu, khi nhiệt độ đạt đến một giá trị nhất định, nó có thể gây ra cơ chế hỏng hóc thường không thấy trong quá trình thiết kế và do hệ số giãn nở nhiệt khác nhau, khi thử nghiệm trong các điều kiện nhiệt độ khác nhau, rất dễ khiến sản phẩm hỏng hóc sớm.

Ngoài ra, quá trình thử nghiệm gia nhiệt và làm mát dễ tạo ra hiện tượng ngưng tụ hoặc đóng băng trong các thành phần hoặc thiết bị, điều này sẽ gây thêm ứng suất cho mẫu, do đó, việc lựa chọn phạm vi nhiệt độ phụ thuộc vào tình hình cụ thể của sản phẩm, nhiệt độ thử nghiệm không được quá cao hoặc quá thấp, không được gây hại cho sản phẩm bình thường theo tiền đề lựa chọn phạm vi nhiệt độ tối đa, thường là từ 55 ° C ~ +125 ° C.

Do các đối tượng khác nhau của ứng dụng ban đầu của tiêu chuẩn, phạm vi nhiệt độ không giống nhau MIL-STD-883G ban đầu chủ yếu dành cho thiết bị quân sự, vì vậy các quy định về nhiệt độ nghiêm ngặt hơn và JESD22-A104-B là sản phẩm điện tử toàn cầu, tương đối mà nói, nó thoải mái hơn MIL-STD-883G, MIL-STD-883G3 Phạm vi nhiệt độ cao gần gấp đôi JESD22-A104-B. Trong việc lựa chọn nhiệt độ, nên xem xét môi trường hoạt động và việc sử dụng hệ thống, MIL-STD883G 1010.8 trong việc sử dụng các sản phẩm điện tử dân dụng khi nhiệt độ được đặt ở mức 55 ° C ~ +125 ° C. Việc lựa chọn nhiệt độ có tác động đến số chu kỳ thử nghiệm và lựa chọn mô hình.

(2) Tốc độ thay đổi nhiệt độ

Tốc độ gia nhiệt và tốc độ làm mát của buồng thử nghiệm liên quan đến chế độ làm mát trong hộp, nếu áp dụng trực tiếp phương pháp làm mát lưu thông không khí thì tốc độ gia nhiệt bị giới hạn ở mức 5 ~ 10 °C / phút; nếu dùng nitơ lỏng để làm mát thì giá trị là chu kỳ nhiệt độ trong nhà 25 ~ 40 °C / phút.

Buồng thử nghiệm thường được chia thành tuần hoàn không khí và làm mát bằng nitơ lỏng. Các phương pháp làm mát khác nhau của buồng thử nghiệm làm cho các tiêu chuẩn khác nhau khi chỉ định tốc độ thay đổi nhiệt độ.

Nhìn chung, việc tăng tốc độ thay đổi nhiệt độ có lợi cho việc kích thích khả năng phơi nhiễm khuyết tật, tốc độ thay đổi nhiệt độ càng cao, cường độ thử nghiệm càng mạnh, càng dễ kích thích khuyết tật của mẫu; Tuy nhiên, khi tốc độ thay đổi nhiệt độ đạt đến một giá trị nhất định, cường độ của thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ về cơ bản đạt đến trạng thái bão hòa, mẫu thử không nhạy cảm lắm với sự thay đổi nhiệt độ và sự thay đổi nhiệt độ của mẫu chậm hơn đáng kể so với sự thay đổi nhiệt độ của buồng thử nghiệm.

3. Kết luận

Dựa trên những phân tích trên, có thể thấy rằng, nguyên nhân dẫn đến sự khác biệt trong việc xây dựng các tham số của tiêu chuẩn chủ yếu thể hiện ở các khía cạnh sau:

Các đối tượng áp dụng khác nhau của MIL-STD-883G ban đầu chủ yếu được sử dụng trong thiết bị quân sự và phạm vi nhiệt độ của chúng nghiêm ngặt hơn, trong khi một tiêu chuẩn khác dành cho sản phẩm dân sự và nhiệt độ thử nghiệm tương đối yếu.

Các phương pháp làm mát khác nhau của buồng thử nghiệm dẫn đến tốc độ thay đổi nhiệt độ khác nhau và phương pháp làm mát lưu thông không khí làm cho tốc độ thay đổi nhiệt độ được chỉ định thấp hơn đáng kể so với các phương pháp khác.

Đối với các sản phẩm điện tử, thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ là một trong những thử nghiệm hiệu quả nhất, không chỉ có thể phát hiện độ tin cậy của các đặc tính điện, đặc tính cơ học, v.v. của sản phẩm mà còn áp dụng một ứng suất nhất định cho mẫu trong quá trình thử nghiệm, để các khuyết tật tiềm ẩn bên trong nó được phơi bày nhanh hơn. Khi tiến hành thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ, các tiêu chuẩn thử nghiệm thích hợp nên được lựa chọn theo chất lượng và khối lượng của các mẫu thử nghiệm, việc sử dụng các mẫu, điều kiện vận hành của buồng thử nghiệm và các yếu tố khác, và các thông số nên được điều chỉnh trên cơ sở các tiêu chuẩn, để tăng cường độ ứng suất một cách thích hợp và rút ngắn thời gian thử nghiệm, do đó cải thiện độ bền thử nghiệm và đảm bảo chất lượng và độ tin cậy cao của sản phẩm.

Thiết bị thử nghiệm môi trường chủ yếu mô phỏng một loạt các điều kiện tự nhiên như nhiệt độ cao và thấp, nhiệt ẩm, áp suất thấp, cát và bụi, và có yêu cầu cao về độ chính xác mô phỏng. Với sự phát triển của ngành công nghiệp. Ngày càng nhiều khách hàng cần đưa ra các yêu cầu chống cháy nổ cho thiết bị trong khi thực hiện mô phỏng môi trường trên. Để thích ứng với phạm vi mẫu thử rộng hơn. Đối với chống cháy nổ, nồng độ khí dễ cháy trong buồng sẽ được phát hiện trong quá trình thử nghiệm mô phỏng. Khi phát hiện bất thường, buồng thử nghiệm sẽ thực hiện các biện pháp để giảm nồng độ khí dễ cháy và tránh các tai nạn như cháy và nổ. Khi xảy ra nổ, cấu trúc sức mạnh và các biện pháp bảo vệ của buồng thử nghiệm đặc biệt quan trọng. Bảo vệ thích hợp có thể giảm tổn thất về tài sản kinh tế và tránh thương vong.

1. Kiểm soát buồng

Nổ là do các phản ứng hóa học dữ dội như quá trình đốt cháy. Để ngăn ngừa phản ứng cháy của mẫu trong buồng thử độ ẩm nhiệt độ cao và thấp trong quá trình thử nghiệm. Ở giai đoạn đầu khi phát hiện một lượng nhỏ khí dễ cháy trong hộp, hành động đưa không khí trong lành vào có thể được thiết kế trong việc kiểm soát hộp thử nhiệt ẩm nhiệt độ cao và thấp, và nồng độ khí dễ cháy trong hộp có thể được giữ trong phạm vi an toàn bằng cách đưa không khí trong lành từ bên ngoài vào. Trong trường hợp xảy ra các tình huống nghiêm trọng như cháy nổ trong hộp, nhiệt độ trong hộp sẽ tăng đột ngột. Lúc này, hành động chữa cháy phải được thiết kế trong việc kiểm soát hộp thử để kiểm soát và dập tắt đám cháy trong hộp thử kịp thời và ngăn chặn đám cháy nổ lan ra bên ngoài hộp thử. Tránh gây hư hỏng cho thiết bị, tài sản và thương vong xung quanh.

Khi thiết bị phát hiện khí dễ cháy của buồng thử nghiệm phát hiện nồng độ khí dễ cháy trong buồng đạt 400ppm, van khí vào và khí ra được mở. Quạt thông gió và quạt xả bắt đầu hoạt động cùng lúc, đưa không khí trong lành từ bên ngoài vào thiết bị và pha loãng nồng độ khí dễ cháy cho đến khi nồng độ khí dễ cháy trở lại dưới 400ppm; Sau khi không khí trong lành liên tục được đưa vào trong một khoảng thời gian (thời gian có thể được thiết lập bởi bộ hẹn giờ bên ngoài), thiết bị trao đổi không khí ngừng hoạt động và buồng thử nghiệm không dừng lại trong quá trình này.

Khi nồng độ khí dễ cháy trong buồng thử nghiệm tăng lên đến 1000ppm. Thiết bị thông gió tiếp tục hoạt động, đưa không khí trong lành vào và làm loãng nồng độ khí dễ cháy. Trong quá trình này, buồng thử nghiệm ngừng hoạt động. Tuy nhiên, hệ thống chống nổ an toàn vẫn hoạt động bình thường.

Nếu nồng độ khí dễ cháy tiếp tục ở mức trên 1000ppm, không thể giảm kịp thời, nhiệt độ trong buồng tăng đột ngột, dẫn đến cháy hoặc nổ trong buồng thử nghiệm, và hệ thống thông gió bị đóng lại tại thời điểm này. Thiết bị chữa cháy CO2 được tự động bật và CO2 áp suất cao được phun ngay lập tức vào hộp thử nghiệm thông qua vòi phun trong hộp thử nghiệm, dập tắt đám cháy hở trong hộp thử nghiệm và giảm nhiệt độ trong hộp thử nghiệm. Trong quá trình này, buồng thử nghiệm bị tắt và không hoạt động, và hệ thống an toàn và chống nổ của buồng thử nghiệm hoạt động bình thường để ngăn ngừa cháy nổ gây ra thiệt hại lớn hơn cho hộp của buồng thử nghiệm.

2. Thiết kế điện của buồng

Để thực hiện phát hiện cảnh báo sớm chống cháy nổ trong buồng thử nhiệt độ cao và thấp, kiểm soát nồng độ khí dễ cháy trong buồng thử và tự động dập tắt đám cháy sau khi cháy và nổ, cần có một số thiết kế đặc biệt về mặt điện.

2.1 Cảm biến khí dễ cháy

Cảm biến phát hiện nồng độ khí dễ cháy được lắp đặt ở đầu trước của buồng thử nhiệt ẩm nhiệt độ cao và thấp. Cảm biến sử dụng cấu trúc hút bơm. Lấy mẫu và hút khí từ buồng thử để phát hiện. Cổng lấy mẫu được lắp đặt tại cửa thoát khí của luồng không khí lưu thông trong hộp. Bảng cảm biến khí dễ cháy có thể thiết lập và hiển thị hai điểm báo động. Khi nồng độ khí dễ cháy được phát hiện trong hộp vượt quá điểm báo động đã cài đặt, cảm biến khí dễ cháy sẽ đưa ra tín hiệu cảnh báo hoặc báo động nguy hiểm và đưa ra tín hiệu mạch hở tương ứng thông qua đầu ra của chính nó. Sau khi PLC hệ thống phát hiện tín hiệu đầu vào Di tương ứng bị ngắt kết nối, nó sẽ thực hiện hành động đầu ra do tương ứng, để kiểm soát việc khởi động các thiết bị bảo vệ an toàn như thiết bị thông gió và hệ thống chữa cháy CO2.

2.2 Máy sưởi

Để tránh hỏa hoạn, không thể sử dụng lò sưởi dây niken crom thông thường trong hộp chống cháy nổ, nhưng phải sử dụng lò sưởi điện bọc vây, ống bọc và vây được làm bằng thép không gỉ. Lò sưởi được bọc kín sẽ không tạo ra hỏa hoạn hoặc gây ra các lỗi thứ cấp như đoản mạch do các lực bên ngoài như nổ.

2.3 Van điều tiết thông gió

Quạt thông gió, van thông gió và van điều tiết được lắp đặt ở cả hai bên thân cửa Ф Ống dẫn khí 100 được kết nối với buồng và một tấm van kiểm tra được lắp đặt tại điểm kết nối với thành buồng thử nghiệm. Khi không khí không được thay đổi, không có sự trao đổi khí giữa hộp và bên ngoài. Van thông gió và quạt thông gió được lắp đặt ở bên ngoài buồng thử nghiệm và được trang bị nắp bảo vệ. Khả năng thông gió của quạt thông gió không được nhỏ hơn 5m / phút.

2.4 Thiết bị chữa cháy CO2 tự động

Trong trường hợp cháy nổ, nhiệt độ trong buồng thử nhiệt ẩm nhiệt độ cao và thấp sẽ tăng đột ngột. Sự thay đổi nhiệt độ bất thường này có thể được phát hiện bằng cảm biến nhiệt độ đặc biệt và tín hiệu nhiệt độ bất thường được truyền đến hệ thống điều khiển của buồng thử. Hệ thống phun CO2 bằng cách mở van điện. Bình chữa cháy CO2 áp suất cao và thân van điện được lắp trên thành ngoài của hộp và vòi phun được lắp trong hộp. Ngoài ra, “công tắc thủ công” và “công tắc hủy” được đặt tại bảng hiển thị thao tác. Khi người vận hành phát hiện có điều kiện bất thường trong hộp cần có thiết bị chữa cháy CO2 hoạt động, anh ta có thể nhấn công tắc thủ công bằng tay. Công tắc thủ công này được sử dụng kết hợp với bộ hẹn giờ trễ bên ngoài để tránh hoạt động sai. Có thể nhấn công tắc hủy trong thời gian trễ do người dùng cài đặt để hủy hành động phun CO2. Điều đáng chú ý là. Nếu cửa bảo vệ an toàn mở, hoạt động chữa cháy CO2 sẽ không hoạt động, để tránh trường hợp nhân viên bị thương do CO2 áp suất cao.

2.5 Phát hiện dị thường nhiệt độ

Hai cảm biến nhiệt độ có thể di chuyển bất kỳ vị trí nào trong hộp được trang bị để phát hiện nhiệt độ bề mặt của mẫu. Khi nhiệt độ bề mặt của mẫu bất thường và cao hơn nhiệt độ cài đặt trước, đèn báo động màu đỏ của thiết bị và đèn báo quá nhiệt trong hộp sẽ sáng cùng lúc, thiết bị sẽ dừng chạy và cắt nguồn điện mẫu thông qua đầu cuối nguồn điện thử nghiệm.

2.6 Công tắc dừng khẩn cấp

Khi người vận hành phát hiện bất kỳ bất thường nào trong hộp, hãy ngay lập tức nhấn công tắc dừng khẩn cấp, dừng hoạt động của hộp và cắt nguồn điện thứ cấp của hộp thử nghiệm thông qua tiếp điểm AC, nhưng hệ thống an toàn (thông gió, phun CO, v.v.) không bị ảnh hưởng và hoạt động bình thường.

2.7 Bảng hiển thị thiết bị vận hành an toàn

Được lắp đặt ở vị trí dễ vận hành nhất của thiết bị, tức là vị trí bên phải của mặt trước hộp. Công tắc của thiết bị thông gió, công tắc tự động chuyển đổi thủ công của thiết bị chữa cháy CO2, công tắc dừng khẩn cấp, đèn báo khí và đèn hiển thị nhiệt độ bất thường trong hộp được lắp đặt tại đây.

2.8 Bộ lưu điện UPS

Được sử dụng để cung cấp điện cho mạch báo động khí gas, thiết bị thông gió, thiết bị chữa cháy CO2, mạch báo động chỉ thị nhiệt độ và bảng hiển thị hoạt động của thiết bị an toàn trong trường hợp mất điện hoặc khi cầu dao chống rò rỉ và cầu dao tự động của hộp kiểm tra hoạt động, để đảm bảo hệ thống an toàn hoạt động bình thường trong trường hợp mất điện hoặc nổ.

3. Cấu trúc của buồng

3.1 Gia cố buồng

Thép kênh 100mm được sử dụng để tăng cường bảo vệ bên ngoài hộp để ngăn ngừa biến dạng nghiêm trọng và hư hỏng do tác động lớn vào hộp của hộp thử nghiệm, cháy lan truyền và thương tích do vật cứng gây ra. Tấm che được chia thành các khối nhỏ để tránh vị trí thép kênh, thuận tiện cho việc bảo trì hộp thử nghiệm hàng ngày trong phòng tháo lắp.

3.2 Cửa bảo vệ an toàn

Ngoài cửa lớn có cửa sổ quan sát bên ngoài hộp thử nghiệm, cũng phải lắp cửa bảo vệ an toàn gia cố. Chú ý không chặn bộ điều khiển và cửa sổ quan sát của hộp thử nghiệm. Cửa bảo vệ cũng được trang bị công tắc giới hạn để phát hiện mở cửa. Khi cửa bảo vệ an toàn được mở, hộp thiết bị sẽ ngừng chạy; buồng thử nghiệm chỉ có thể hoạt động khi cửa bảo vệ đóng và công tắc giới hạn đóng.

3.3 Cửa sổ quan sát

Kích thước thiết kế của cửa sổ quan sát không được quá lớn. Nó phải tròn. Vòng ngoài và cửa buồng thử nghiệm có thể được cố định bằng chốt thép không gỉ hai lớp. Về vật liệu kính, nên sử dụng kính chống nổ cường lực và nên lắp lưới bảo vệ bên ngoài kính để bảo vệ, tránh các mảnh kính vỡ gây thương tích cho người trong quá trình nổ.

3.4 Lỗ chì

Ngoài nút cao su cách nhiệt, lỗ dẫn cũng phải được trang bị nắp vít bảo vệ có ren với một lỗ nhỏ được khoan trên nắp vít. Ống bảo vệ nhúng để luồn ren. Khi áp suất trong hộp tăng đột ngột, nắp vít có thể ngăn chặn nút cao su bắn ra và gây thương tích cho người.

3.5 Địa điểm lắp đặt

Để tránh áp suất tăng xung quanh buồng thử khi buồng thử nhiệt độ cao và thấp giải phóng áp suất. Vị trí lắp đặt buồng thử phải rộng rãi và không có chướng ngại vật xung quanh buồng thử. Để ngăn ngừa hỏa hoạn trong phòng thí nghiệm và tổn thất thứ cấp do giải phóng áp suất, phải giữ một khoảng cách nhất định giữa đỉnh hộp thử và mái phòng thí nghiệm.