Hiện nay, các thiết bị điện tử được sử dụng trong các lĩnh vực quân sự, dân sự và công nghệ cao. Tuy nhiên, môi trường nhiệt độ thấp tồn tại trong hầu hết các môi trường dịch vụ của nó. Do đó, khả năng thích ứng của các thiết bị điện tử ở nhiệt độ thấp có liên quan trực tiếp đến chất lượng của chúng. Dựa trên điều này, bài báo này phân tích chi tiết các tác động của môi trường nhiệt độ thấp và công nghệ thử nghiệm nhiệt độ thấp liên quan đến các thiết bị điện tử.

1. Tổng quan về môi trường nhiệt độ thấp

Là một điều kiện môi trường tự nhiên phổ biến, môi trường nhiệt độ thấp thường do vĩ độ địa lý, độ cao, mùa, ngày và đêm thay đổi và hoạt động của các thiết bị làm lạnh khác gây ra. Trong quá trình phát triển các sản phẩm điện tử, để đáp ứng nhu cầu lưu trữ và làm việc ở nhiệt độ thấp, Trung Quốc hiện đang lập kế hoạch và xây dựng một phòng thí nghiệm môi trường nhiệt độ thấp quy mô tương đối lớn. Một số phòng thí nghiệm nhiệt độ thấp hiện có cũng đang phải đối mặt với các vấn đề như nâng cấp thiết bị và chuyển đổi kỹ thuật. Để mô phỏng môi trường nhiệt độ thấp, công nghệ này đang phải đối mặt với thách thức về phát triển công nghệ và cơ hội phát triển mới. Nghiên cứu về khả năng thích ứng của một số sản phẩm công nghiệp khác với môi trường nhiệt độ thấp đang ngày càng mở rộng và chuyên sâu hơn.

2. Phân tích tác động môi trường ở nhiệt độ thấp

2.1 Tác động xấu đến vật liệu kim loại của dụng cụ điện tử

Trong các thiết bị điện tử thông thường, độ bền của thép và các vật liệu kim loại khác sẽ giảm trong môi trường nhiệt độ thấp và vật liệu dễ trở nên giòn, đặc biệt là khả năng chịu tải va đập sẽ giảm ở một mức độ nhất định. Nếu các thiết bị điện tử ở trong môi trường nhiệt độ thấp, chúng rất dễ bị gãy. Các vật liệu khác nhau của thiết bị điện tử có nhiệt độ giòn ở nhiệt độ thấp khác nhau. Khi thiết bị điện tử ở nhiệt độ thấp, hầu hết các hỏng hóc giòn thường xảy ra ở khu vực hàn liền kề hoặc ở khu vực hàn, nguyên nhân là do các vết nứt ở khu vực hàn. Do đó, nhân viên nên đặc biệt chú ý đến vấn đề giòn ở nhiệt độ thấp trong khu vực hàn của vật liệu kim loại của thiết bị điện tử. Giòn ở nhiệt độ thấp cũng sẽ được đặc biệt xem xét khi thiết kế và phát triển các sản phẩm cơ khí ở vùng lạnh giá khắc nghiệt và các phương tiện hoạt động ở vùng lạnh giá khắc nghiệt.

2.2 Tác động tiêu cực đến vật liệu phi kim loại của thiết bị điện tử

Nhựa, cao su và các sản phẩm phi kim loại khác của dụng cụ điện tử sẽ bị cứng, nứt và giòn trong môi trường nhiệt độ thấp, và độ bền sẽ giảm ở một mức độ nhất định, và sẽ mất đi độ đàn hồi ban đầu, điều này sẽ làm suy yếu khả năng bịt kín của dụng cụ điện tử và chức năng giảm nhu cầu của cao su, hoặc thậm chí hỏng. Vị trí của nhựa dưới ứng suất và dễ gãy. Ví dụ, dụng cụ điện tử được sử dụng trong môi trường nhiệt độ thấp dễ rơi ra do các bộ phận kết cấu bằng nhựa bị giòn và gãy sau khi chịu ứng suất va đập ở mức độ thấp, dẫn đến dụng cụ điện tử không thể sử dụng bình thường.

2.3 Tác động xấu đến các linh kiện điện tử

Điện dung, điện trở và các thông số hiệu suất khác của các linh kiện điện tử sẽ thay đổi do môi trường nhiệt độ thấp, từ đó ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của các thiết bị đo lường, hệ thống điều khiển tự động, thiết bị điện và dụng cụ.

2.4 Co ngót lạnh do môi trường nhiệt độ thấp

Trong môi trường nhiệt độ thấp, hầu hết các vật liệu dụng cụ điện tử sẽ tạo ra hiện tượng co ngót lạnh nhất định và hiện tượng co ngót lạnh của vật liệu dụng cụ điện tử sẽ gây ra những tác động tiêu cực sau:

(1) Sự phối hợp giữa các thiết bị điện tử và máy móc sẽ thay đổi không liên tục, và hoạt động làm việc tương đối của máy móc sẽ trở nên chậm chạp, thậm chí bị kẹt;

(2) Sự co ngót lạnh của vật liệu dụng cụ điện tử sẽ làm cho các bộ phận liên quan của dụng cụ bị biến dạng hoặc thậm chí bị gãy;

(3) Sự co ngót của vật liệu dụng cụ điện tử sau khi làm mát trước sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác thử nghiệm của dụng cụ, sau đó ảnh hưởng đến kết quả đo lường, thậm chí dẫn đến tai nạn an toàn.

2.5 Vấn đề đóng băng và ngưng tụ

Trong môi trường nhiệt độ thấp, các thiết bị điện tử có thể gây ra hiện tượng ngưng tụ và đóng băng hơi nước, dẫn đến những tác động tiêu cực sau:

(1) Trong môi trường nhiệt độ thấp, hơi nước sẽ tạo thành sương mù trên bề mặt thấu kính của dụng cụ quang học, ảnh hưởng đến hiệu suất quang học của chúng;

(2) Trong môi trường nhiệt độ thấp, nếu hơi nước ngưng tụ trên lớp cách điện của mạch nguồn và bảng mạch của thiết bị điện tử sẽ gây ra sự cố rò rỉ hoặc đoản mạch, ảnh hưởng đến việc sử dụng bình thường trong các trường hợp nhẹ và gây ra sự cố an toàn trong trường hợp nghiêm trọng;

(3) Trong môi trường nhiệt độ thấp, nếu bên trong các bộ phận chuyển động bị đóng băng do hơi nước, hoạt động của cấu trúc cơ học chuyển động sẽ dừng lại và chức năng sẽ bị hỏng.

3. Công nghệ thử nghiệm môi trường nhiệt độ thấp

3.1 Yêu cầu kiểm tra

Nội dung chính của nghiên cứu thử nghiệm nhiệt độ thấp của các thiết bị điện tử bao gồm nghiên cứu một số đặc điểm của một số linh kiện điện tử trong môi trường nhiệt độ thấp, nghiên cứu một số thiết bị đo có yêu cầu về môi trường dịch vụ nhiệt độ thấp và nghiên cứu một số hiệu suất của một số thiết bị điện tử trong môi trường nhiệt độ thấp. Nhìn chung, khả năng thích ứng của các thiết bị như vậy với môi trường nhiệt độ thấp nằm trong khoảng từ 10 ℃ đến 40 ℃