隨著我國在航天、航海領(lǐng)域的不斷發(fā)展，對軍用裝備的環(huán)境可靠性的技術(shù)指標(biāo)要求也更為嚴(yán)苛，為了提高軍用裝備的可靠性，溫度沖擊試驗(yàn)亦作為環(huán)境應(yīng)力篩選工藝以剔除裝備的早期故障，也可作為考核材料特性以及電氣性能的一項(xiàng)重要手段。
目前國內(nèi)溫度沖擊試驗(yàn)方法主要依據(jù)GJB 150.5A，該標(biāo)準(zhǔn)基于IEC 60068-2-14[1]并適應(yīng)我國武器裝備的特性而逐漸完善。主要適用于陸地、機(jī)載、艦船設(shè)備，包括一些民參軍的設(shè)備。下面主要探討一下GJB 150.5A溫度沖擊試驗(yàn)要求中大家最容易忽視的問題：
 
一、國軍標(biāo)GJB150.5A對溫度沖擊試驗(yàn)設(shè)備的要求
 試驗(yàn)設(shè)備要求：
所需要的試驗(yàn)設(shè)備可以在其中建立并保持試驗(yàn)條件的兩個(gè)試驗(yàn)箱（室），或者一個(gè)雙室試驗(yàn)箱，除另有規(guī)定外，試驗(yàn)箱應(yīng)具有樣品轉(zhuǎn)換后5min內(nèi)試驗(yàn)箱內(nèi)的試驗(yàn)條件重新穩(wěn)定的能力。也可使用搬運(yùn)設(shè)備以實(shí)現(xiàn)樣品在兩箱之間的轉(zhuǎn)換。
 
溫度的要求：
若非試件操作以外的其他任何動(dòng)作（例如非轉(zhuǎn)換時(shí)間的打開箱門）使試件溫度或試驗(yàn)箱空氣溫度產(chǎn)生明顯的變化（大于2℃），則在繼續(xù)試驗(yàn)前應(yīng)使試件穩(wěn)定到所要求的溫度，除技術(shù)文件中另有規(guī)定外。
 
風(fēng)速的要求：
GJB150.5A中要求，試驗(yàn)箱內(nèi)樣品周圍的風(fēng)速不應(yīng)超過1.7m/s，除非裝備平臺(tái)環(huán)境已經(jīng)證明采用其他風(fēng)速是合理的，并提供了規(guī)定的試驗(yàn)條件。
以上幾點(diǎn)要求，只要稍作改善大多數(shù)設(shè)備廠商都可以達(dá)到規(guī)范規(guī)定的技術(shù)要求，在此不多描述。
 
二、執(zhí)行GJB150.5A軍用標(biāo)準(zhǔn)的程序步驟
常見的溫度沖擊試驗(yàn)主要包括兩個(gè)，一個(gè)是恒定極值溫度沖擊，另一個(gè)是基于高溫循環(huán)的沖擊，這兩個(gè)沖擊試驗(yàn)均可以使用冷熱沖擊試驗(yàn)箱來完成。
 
程序Ⅰ——恒定極值溫度沖擊步驟

 
a).將樣品放入試驗(yàn)箱，以不超過3℃/min的速率將箱內(nèi)空氣溫度調(diào)節(jié)到技術(shù)文件中的規(guī)定的低溫值，保持此溫度至技術(shù)文件中規(guī)定的時(shí)間。
b).在1min以內(nèi)將樣品轉(zhuǎn)移到溫度為T2的大氣環(huán)境中，以生產(chǎn)技術(shù)文件中規(guī)定的溫度沖擊，并按照技術(shù)文件的規(guī)定保持此溫度。
c).若技術(shù)文件中有要求，在可行的范圍內(nèi)溫度沖擊對樣品的影響。
d).若要求方方向進(jìn)行其他循環(huán)，則在1min以內(nèi)將樣品轉(zhuǎn)移到工作區(qū)環(huán)境中，并按照技術(shù)文件的要求達(dá)到穩(wěn)定，必要時(shí)評價(jià)溫度沖擊對樣品的影響，然后繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)，若要求在進(jìn)行一次單向的溫度沖擊，則將樣品以不大于3min的溫度變化率返回工作環(huán)境并重復(fù)循環(huán)，若不要求其他溫度沖擊，則進(jìn)行接下來步驟。
從標(biāo)準(zhǔn)上給出的圖譜可以看出（見圖1），試驗(yàn)循環(huán)自a至f為一個(gè)循環(huán)，但是試驗(yàn)開始卻是以標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境為起點(diǎn)，程序一的“a)”和“d)”項(xiàng)做了明確描述：需要以不大于3℃/min的速率將樣品區(qū)調(diào)整到預(yù)定的低溫環(huán)境開始冷熱沖擊循環(huán)，循環(huán)完畢時(shí)必須以不大于3℃/min的速率將樣品區(qū)內(nèi)溫度恢復(fù)至標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境。
目前業(yè)內(nèi)幾乎所有的冷熱沖擊設(shè)備供應(yīng)商都只關(guān)注了冷熱沖擊的上下限極值，復(fù)歸時(shí)間，以及循環(huán)數(shù)，并沒有能夠在一個(gè)環(huán)境箱中滿足程序要求的試驗(yàn)方法，要么直接忽略這個(gè)試驗(yàn)步驟要么用兩個(gè)箱子倒騰樣品，以求近似符合試驗(yàn)程序要求。
注：無特別說明的情況下，所有的溫度沖擊試驗(yàn)項(xiàng)目，默認(rèn)從低溫開始循環(huán)，至于為何如此，請@金測檢測
 
 
程序Ⅱ——基于高溫循環(huán)的沖擊步驟

 
a).將樣品放入試驗(yàn)箱，以不超過3℃/min的速率將箱內(nèi)空氣溫度調(diào)節(jié)到技術(shù)文件中的規(guī)定的低溫極值，保持此溫度至技術(shù)文件中規(guī)定的時(shí)間中。
b).在1min以內(nèi)將樣品轉(zhuǎn)移至高溫循環(huán)的最高空氣溫度中，一旦關(guān)上試驗(yàn)箱門，并使箱溫恢復(fù)到峰值溫度，立即按照適當(dāng)?shù)娜昭h(huán)部分使試驗(yàn)箱進(jìn)入溫度循環(huán)，直到箱內(nèi)空氣溫度達(dá)到樣品響應(yīng)溫度。按技術(shù)文件的規(guī)定保持此溫度。
c).若不要求其他循環(huán)，樣品以不超過3℃/min的溫度變化速率返回到標(biāo)準(zhǔn)大氣條件，再進(jìn)行其他步驟。
從標(biāo)準(zhǔn)上給出的圖譜可以看出（見圖2），試驗(yàn)循環(huán)自a至f為一個(gè)循環(huán)，但是試驗(yàn)開始也是以標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境為起點(diǎn)，程序二的“a)”和“c)”項(xiàng)做了明確描述：需要以不大于3℃/min的速率將樣品區(qū)調(diào)整到預(yù)定的低溫環(huán)境開始冷熱沖擊循環(huán)，循環(huán)完畢時(shí)必須以不大于3℃/min的速率將樣品區(qū)內(nèi)溫度恢復(fù)至標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境。
 
 
三、武漢金測實(shí)驗(yàn)室執(zhí)行國軍標(biāo)GJB150.5A冷熱沖擊試驗(yàn)的實(shí)力
以下曲線是武漢金測檢測技術(shù)有限公司按照火箭軍某客戶的要求運(yùn)轉(zhuǎn)的GJB150.5A的冷熱沖擊曲線，其試驗(yàn)過程完全按照GJB150.5A的要求執(zhí)行，可以最大程度的降低測試風(fēng)險(xiǎn)。

武漢金測實(shí)驗(yàn)室配備先進(jìn)的冷熱沖擊試驗(yàn)箱對樣品進(jìn)行溫度沖擊試驗(yàn)，分別有二箱吊籃式和三箱式冷熱沖擊試驗(yàn)箱，其中，二箱吊籃式冷熱沖擊試驗(yàn)箱擁有高溫、低溫兩個(gè)試驗(yàn)箱，在沖擊工作時(shí)，吊籃可在10秒內(nèi)快速移動(dòng)樣品至相應(yīng)的工作室，在5分鐘內(nèi)可恢復(fù)溫度穩(wěn)定，完成瞬時(shí)的溫度轉(zhuǎn)換沖擊。

而三箱式溫度沖擊試驗(yàn)箱有三個(gè)工作室，試驗(yàn)樣品放在實(shí)驗(yàn)區(qū)靜置是不能移動(dòng)的，溫度轉(zhuǎn)換主要是通過改變風(fēng)道的方法，將預(yù)冷室或預(yù)熱室的溫度帶入工作室，實(shí)現(xiàn)高、低溫度的快速?zèng)_擊變化；由于三箱式比兩箱式多增加了一個(gè)工作室區(qū)域，在升降溫時(shí)，對設(shè)備的預(yù)冷熱量的要求更高，其設(shè)備的功率及蓄能裝置配置也會(huì)更強(qiáng)，同樣能實(shí)現(xiàn)10秒內(nèi)樣品在兩箱之間的溫度轉(zhuǎn)換，及轉(zhuǎn)換后5分鐘重新穩(wěn)定試驗(yàn)條件的能力。
設(shè)備的核心功能就是升降溫速率，速率越快說明檢測結(jié)果效果更好。武漢金測實(shí)驗(yàn)室冷熱沖擊試驗(yàn)箱在為樣品做試驗(yàn)時(shí)，通過控制器設(shè)置好試驗(yàn)條件及參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)以不大于3℃/min的升溫速率，將箱內(nèi)溫度上升到試驗(yàn)指定溫度，并保持高溫穩(wěn)定溫度至項(xiàng)目指定時(shí)間；完成10秒內(nèi)將樣品轉(zhuǎn)換到低溫循環(huán)的溫度中，同樣可實(shí)現(xiàn)以不大于3℃/min 的降溫速率下降到指定溫度，保持低溫穩(wěn)定溫度至項(xiàng)目指定時(shí)間。

設(shè)備核心優(yōu)勢：
1、控制器采用PID自動(dòng)演算控制，溫度控制精度高；
2、可完成以不超過3℃/min的溫變速率將箱內(nèi)空氣溫度升、降溫至室溫。
3、出風(fēng)口于回風(fēng)口感知器檢測控制，風(fēng)門機(jī)構(gòu)切換時(shí)間為10秒內(nèi)完成，冷熱沖擊溫度恢復(fù)時(shí)間為5分鐘內(nèi)完成；
4、先進(jìn)科學(xué)的空氣流通循環(huán)設(shè)計(jì)，使室內(nèi)溫度均勻，避免任何死角；
5、具備全自動(dòng)，高精密系統(tǒng)回路、任一機(jī)件動(dòng)作，具有PLC鎖定處理；
6、設(shè)有控溫傳感器和超溫保護(hù)功能，各項(xiàng)裝置完善可靠，保證樣品安全及試驗(yàn)溫度穩(wěn)定可控。
 
武漢金測實(shí)驗(yàn)室冷熱沖擊試驗(yàn)箱除能夠執(zhí)行滿足GJB150.5A-2009等國軍標(biāo)準(zhǔn)外，還可執(zhí)行GB/T 2423.22、IEC 60068-2-13、IEC 60068-2-14、EIA-364-32、MIL-STD-202等其它溫度沖擊試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)；也可根據(jù)客戶的實(shí)際需求，完成各項(xiàng)非標(biāo)試驗(yàn)項(xiàng)目。 
 
四、適應(yīng)領(lǐng)域 
冷熱沖擊試驗(yàn)主要用來測試材料結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料，在瞬間下經(jīng)極高溫及低溫的連續(xù)環(huán)境下所能忍受的程度，藉以在最短時(shí)間內(nèi)試驗(yàn)其熱脹冷縮所引起的化學(xué)變化或物理傷害。適合于軍用器材、電子電工、汽車電子、金屬材料、化學(xué)、建材、通訊組件、航天工業(yè)、電子芯片IC、IT等領(lǐng)域產(chǎn)品。

武漢金測檢測技術(shù)有限公司有著多年的軍用品檢測經(jīng)驗(yàn)，提供軍用品檢測服務(wù)，檢測資質(zhì)齊全，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備先進(jìn)且數(shù)量多，研發(fā)及技術(shù)團(tuán)隊(duì)強(qiáng)大，嚴(yán)格把控實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，7-15個(gè)工作日出具軍用品檢測報(bào)告，檢測報(bào)告支持掃碼查詢真?zhèn)?，為客戶提供科學(xué)有效的實(shí)驗(yàn)方案和強(qiáng)大的技術(shù)支持，提供一站式軍品檢測服務(wù)。