高低温测试
核心目的
验证极端环境适应性:检测产品在高温(如夏季暴晒、设备散热不良)或低温(如寒带地区、高海拔环境)下是否能正常工作(如电子设备启动、机械部件运转)。
暴露潜在缺陷:通过温度应力加速材料或结构的老化、劣化(如塑料开裂、橡胶硬化、焊点脱落、电解液泄漏),提前发现设计或工艺缺陷。
评估长期可靠性:通过循环高低温模拟温度交变的自然环境,预测产品的使用寿命(如汽车零部件在昼夜温差大的地区的耐久性)。
常见测试类型及适用场景
1. 高温测试(High Temperature Test)
定义:将样品置于规定的高温环境中,保持一定时间,观察其性能变化。
核心关注:材料的热稳定性(如塑料软化、金属氧化)、元器件的耐高温能力(如电容漏液、芯片过热失效)、化学性能变化(如涂层脱落、胶水失效)。
典型温度范围:
民用产品:40℃~85℃(如消费电子);
工业 / 汽车产品:85℃~150℃(如发动机周边部件);
特殊场景:150℃~300℃(如航空航天设备)。
测试时长:短则 1 小时(快速筛查),长则数千小时(长期老化试验)。
2. 低温测试(Low Temperature Test)
定义:将样品置于规定的低温环境中,保持一定时间,评估其耐受能力。
核心关注:材料的低温脆性(如塑料、橡胶变硬开裂)、元器件的低温失效(如电池容量骤降、润滑油凝固、显示屏结霜)、机械结构的收缩应力(如缝隙变大、部件卡滞)。
典型温度范围:
民用产品:-20℃~0℃(如家用电器);
工业 / 户外产品:-40℃~-20℃(如户外通信设备、汽车);
极端环境:-65℃~-40℃(如极地科考设备、航空航天)。
测试时长:通常与高温测试对应,需足够时间让样品温度稳定(如 2~4 小时预处理,再保持数小时至数百小时)。
3. 高低温循环测试(Temperature Cycle Test)
定义:样品在高温和低温之间反复交替暴露,模拟昼夜温差、季节变化等温度交变环境。
核心关注:材料因热胀冷缩产生的交变应力导致的疲劳失效(如焊点开裂、涂层剥离、密封件老化)、结构稳定性(如外壳变形、接口松动)。
关键参数:
循环次数:通常 10~1000 次(根据产品寿命要求,如汽车零件需≥100 次);
温变速率:慢速(≤5℃/min,模拟自然环境)或快速(5~20℃/min,加速应力测试);
高低温停留时间:确保样品温度达到稳定(通常 30min~2h)。
4. 快速温变测试(Rapid Temperature Change Test)
定义:属于高低温循环的强化版本,温变速率更快(通常≥10℃/min,甚至 50℃/min),更严苛地模拟剧烈温度波动(如飞机起降时的舱内温度变化)。
适用场景:高端装备(航空航天、军工产品),重点考核材料和结构的抗热冲击能力。
5. 高低温湿热测试(Temperature-Humidity Test)
定义:将高低温与湿度结合(如高温高湿、低温低湿),模拟湿热环境(如南方梅雨季节)或干冷环境(如北方冬季)。
核心关注:水汽对产品的影响(如金属锈蚀、电路短路、绝缘性能下降)、湿度与温度协同作用下的材料劣化(如木材发霉、塑料水解)。
关键测试参数
温度范围:根据产品使用地域(如寒带、热带)或行业标准(如汽车零件需耐 - 40℃~125℃);
暴露时间:高温 / 低温下的保持时间(需确保样品 “温度稳定”,即中心温度与环境一致);
温变速率:升温 / 降温的速度(影响应力大小,速率越快,应力越大);
循环次数:温度交变的次数(模拟使用寿命内的温度波动总量);
湿度条件:若涉及湿热测试,需设定相对湿度(如 30%~95% RH);
样品状态:测试中是否通电 / 运行(“工作状态” 测试,考核功能)或不通电(“储存状态” 测试,考核储存耐受性)。
适用产品与行业
电子电器:手机、电脑、传感器(考核高低温下的开机、运行、续航);
汽车零部件:轮胎(低温硬化)、电池(高温鼓包)、ECU(电子控制单元);
航空航天:卫星部件、发动机零件(极端温差环境);
医疗器械:体外诊断设备(实验室温度波动)、植入式器械(体内恒温但需耐灭菌高温);
材料:塑料(耐温变形)、橡胶(低温脆化)、涂层(高温氧化)。
主要测试标准
通用标准:GB/T 2423(对应 IEC 60068)系列(如 GB/T 2423.1 - 低温测试,GB/T 2423.2 - 高温测试,GB/T 2423.3 - 恒定湿热测试);
电子行业:JEDEC JESD22-A104(高温存储)、JESD22-A103(低温存储);
汽车行业:ISO 16750(道路车辆电气及电子设备环境条件)、SAE J1211(汽车零部件温度循环);
航空航天:RTCA DO-160(机载设备环境条件)、MIL-STD-883(微电子器件测试)。
测试结果评估指标
功能失效:如无法开机、信号中断、参数超差(如电阻、电压异常);
物理损坏:开裂、变形、变色、涂层脱落、部件松动 / 脱落;
性能退化:如电池容量下降超标的比例、机械部件运行卡顿;
安全性问题:如短路、起火、电解液泄漏(电池)、有毒气体释放。