GB/T 2423.22-2012 是中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)名稱為《環(huán)境試驗 第 2 部分:試驗方法 試驗 N:溫度變化》。該標(biāo)準(zhǔn)于 2012 年 12 月 31 日發(fā)布,2013 年 6 月 1 日實施。

該標(biāo)準(zhǔn)代替了 GB/T 2423.22-2002《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第 2 部分:試驗方法 試驗 N:溫度變化》和 GB/T 2424.13-2002《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第 2 部分:試驗方法 溫度變化試驗導(dǎo)則》。它采用翻譯法等同采用 IEC 60068-2-14:2009《環(huán)境試驗 第 2-14 部分:試驗 試驗 N:溫度變化》。

GB/T 2423.22-2012 規(guī)定的試驗用于確定元器件、設(shè)備或其他產(chǎn)品耐受環(huán)境溫度快速變化的能力。標(biāo)準(zhǔn)中包含了試驗 Na(規(guī)定轉(zhuǎn)換時間的快速溫度變化)、試驗 Nb(規(guī)定變化速率的溫度變化)和試驗 Nc(兩液槽法快速溫度變化)等不同的試驗方法,對各試驗方法的試驗程序、嚴酷等級、參數(shù)設(shè)置等都做了詳細規(guī)定,還明確了初始和最后檢測的要求以及試驗報告中應(yīng)給出的信息等。

GB/T 2423.22-2012《環(huán)境試驗 第2部分:試驗方法 試驗N:溫度變化》是一項重要的國家標(biāo)準(zhǔn),用于評估電工電子產(chǎn)品耐受溫度快速變化的能力。下面我將為您詳細介紹該標(biāo)準(zhǔn)。

一、GB/T 2423.22-2012標(biāo)準(zhǔn)基本信息

• 中文名稱:環(huán)境試驗 第2部分:試驗方法 試驗N:溫度變化

• 英文名稱:Environmental testing - Part 2: Test methods - Test N: Change of temperature

• 標(biāo)準(zhǔn)號:GB/T 2423.22-2012

• 發(fā)布日期:2012-12-31

• 實施日期:2013-06-01

• 替代標(biāo)準(zhǔn):替代GB/T 2423.22-2002和GB/T 2424.13-2002 

• 采用國際標(biāo)準(zhǔn):等同采用IEC 60068-2-14:2009 

• 主管部門:中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會 

二、GB/T 2423.22-2012適用范圍與目的

該標(biāo)準(zhǔn)用于確定元器件、設(shè)備或其他產(chǎn)品耐受環(huán)境溫度快速變化的能力 。溫度變化試驗主要模擬產(chǎn)品在運輸、儲存或使用過程中可能遇到的急劇溫度變化條件,例如:

設(shè)備從室內(nèi)轉(zhuǎn)移到戶外(或相反)

設(shè)備遭遇淋雨或浸入冷水突然冷卻 

機載設(shè)備的外部環(huán)境 

特定的運輸和貯存條件 

通電后設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的高溫梯度(如大功率電阻器旁的輻射熱)

其目的是通過加速試驗揭示產(chǎn)品因溫度劇烈變化導(dǎo)致的潛在故障,如材料裂化、密封失效、機械缺陷(如裂紋)等 ,從而提升產(chǎn)品的可靠性和質(zhì)量控制 。

 三、GB/T 2423.22-2012試驗類型與方法

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了三種試驗方法,其核心區(qū)別在于溫度變化的實現(xiàn)方式和速率:

1. 試驗 Na:規(guī)定轉(zhuǎn)換時間的溫度變化(通常稱為“溫度沖擊試驗”)

2. 方法:使用兩個獨立的試驗箱(一高一低)或一個快速溫度變化速率的試驗箱。樣品在高溫箱(TB)和低溫箱(TA)之間進行轉(zhuǎn)換。

3. 特點:轉(zhuǎn)換時間短,通常要求不超過3分鐘 ,從而產(chǎn)生劇烈的溫度沖擊。

4. 介質(zhì):通常為空氣 。

5. 適用:評估產(chǎn)品耐溫度劇烈沖擊的能力。

6. 試驗 Nb:規(guī)定溫度變化速率的溫度變化

7. 方法:使用單個試驗箱,其溫度以規(guī)定的速率(如1℃/min、3℃/min、5℃/min、10±2 K/min、15±3 K/min )在高溫(TB)和低溫(TA)之間進行循環(huán)變化。

8. 特點:溫度變化速率相對可控,適用于模擬溫度變化稍緩但仍比自然環(huán)境下更快的情景。

9. 介質(zhì):空氣。

10. 適用:確定產(chǎn)品在溫度變化期間和變化后的功能適應(yīng)性。

11. 試驗 Nc:兩液槽法溫度變化(產(chǎn)生劇烈的熱沖擊)

12. 方法:樣品通過吊籃裝置交替浸入高溫液體槽(TB)和低溫液體槽(TA)中 。

13. 特點:轉(zhuǎn)換速率極快,能產(chǎn)生最劇烈的熱應(yīng)力。

14. 介質(zhì):液體(通常是水,若樣品對水敏感則可使用其他惰性液體)。

15. 適用:主要適用于玻璃-金屬密封及類似結(jié)構(gòu)的樣品 。不適用于對水或所用液體敏感的產(chǎn)品 。

*表:GB/T 2423.22-2012 三種試驗方法對比*

四、GB/T 2423.22-2012試驗嚴酷等級

試驗的嚴酷程度由以下參數(shù)組合決定 :

高溫溫度 (TB) 和 低溫溫度 (TA):需從GB/T 2423.1(低溫)和GB/T 2423.2(高溫)相關(guān)溫度中選取。

暴露持續(xù)時間 (t?):指樣品在高溫或低溫條件下保持的時間。優(yōu)先選擇 3h, 2h, 1h, 30min, 10min 或按相關(guān)規(guī)范規(guī)定 。需長于樣品溫度穩(wěn)定所需的時間 。

轉(zhuǎn)換時間 (t?, 對試驗Na):一般不宜超過3分鐘 。

溫度變化速率 (對試驗Nb):例如 1℃/min, 3℃/min, 5℃/min,或新增的優(yōu)選值 (10±2) K/min 和 (15±3) K/min 。

循環(huán)次數(shù):除非另有規(guī)定,優(yōu)先采用的循環(huán)數(shù)為5次 。

五、GB/T 2423.22-2012試驗流程要點

典型的溫度變化試驗(以試驗Na和Nb為例)包括以下主要階段 :

1. 初始檢測:對樣品進行外觀、電氣和機械性能檢查。

2. 預(yù)處理:樣品和試驗箱通常在試驗室環(huán)境溫度(25℃±5K)下穩(wěn)定 。

3. 條件試驗:

   將樣品暴露在低溫TA下,持續(xù)規(guī)定時間t?。

在規(guī)定轉(zhuǎn)換時間t?內(nèi)(Na),或以規(guī)定速率(Nb),將樣品轉(zhuǎn)換到高溫TB下。

將樣品暴露在高溫TB下,持續(xù)規(guī)定時間t?。

以上過程重復(fù)進行規(guī)定的循環(huán)次數(shù)。

4. 恢復(fù):試驗結(jié)束后,樣品應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下恢復(fù)至溫度穩(wěn)定 。

5. 最后檢測:恢復(fù)后對樣品進行外觀、電氣和機械性能檢測,判斷是否出現(xiàn)失效。

 六、GB/T 2423.22-2012設(shè)備要求

試驗箱:

試驗Na:可使用兩個獨立的試驗箱(一高一低)或一個快速溫度變化速率的單箱。若用兩箱,其位置應(yīng)能使樣品轉(zhuǎn)換在規(guī)疾時間內(nèi)完成。箱內(nèi)放置樣品的區(qū)域應(yīng)能保持規(guī)疾溫度,且在放入樣品后,空氣溫度應(yīng)在暴露持續(xù)時間的10%內(nèi)達到容差范圍 。

試驗Nb:試驗箱應(yīng)能以規(guī)疾的速率進行溫度變化,并保持高低溫 。

試驗Nc:需有兩個液槽,并能實現(xiàn)樣品的自動或手動轉(zhuǎn)換。

樣品安裝:安裝架應(yīng)低導(dǎo)熱性,以實現(xiàn)樣品絕熱。樣品間及與箱壁間應(yīng)允許空氣自由流通 。

測量:需精確控制和記錄溫度、時間等參數(shù)。

 七、GB/T 2423.22-2012注意事項與應(yīng)用限制

應(yīng)用限制:

樣品內(nèi)部的溫度變化速率受其材料導(dǎo)熱性、熱容量分布和尺寸影響 。大樣品內(nèi)部溫度波動幅度可能遠低于外部施加的幅度 。

試驗Nc(兩液槽法) 通常僅限于密封樣品或?qū)σ后w不敏感的樣品,因為浸液可能導(dǎo)致性能劣化。對水敏感樣品可考慮使用其他液體,但需注意其熱傳遞特性可能與水不同 。

溫度變化試驗(尤其是Na和Nc)不宜用作密封試驗的替代 。

常見誤區(qū):需注意試驗參數(shù)(如溫度、時間、速率)的選擇應(yīng)基于產(chǎn)品實際應(yīng)用環(huán)境,而非隨意設(shè)定 。轉(zhuǎn)換時間或速率對試驗的嚴酷性影響很大。

結(jié)果判定:試驗可能引發(fā)的失效包括裂紋、剝離、性能退化、密封失效、涂層剝落等 。有些損傷可能在試驗后立即不明顯,而在后續(xù)(如振動、濕熱)試驗中才顯現(xiàn) 。

八、GB/T 2423.22-2012應(yīng)用領(lǐng)域

該標(biāo)準(zhǔn)廣泛應(yīng)用于需要評估產(chǎn)品溫度適應(yīng)性的行業(yè),包括 :

電子電工:元器件、PCB、模塊、整機等。

汽車:車載電子、零部件(特別是發(fā)動機艙等惡劣環(huán)境下的部件)。

航空航天:機載設(shè)備、航天器元器件。

通信設(shè)備:基站設(shè)備、終端產(chǎn)品。

消費電子:手機、筆記本電腦等。

 總結(jié)

GB/T 2423.22-2012為評估產(chǎn)品在溫度快速變化環(huán)境下的適應(yīng)性提供了科學(xué)、規(guī)范的測試方法。通過三種不同的試驗方法(Na, Nb, Nc) 來模擬不同嚴酷程度和場景的溫度沖擊,幫助制造商暴露設(shè)計缺陷、篩選元器件、提升產(chǎn)品可靠性,并滿足國內(nèi)外市場準(zhǔn)入和產(chǎn)品質(zhì)量控制的要求。

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