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《高低溫循環測試的加速老化效應與東莞皓天試驗箱的應用》

發布時間: 2025/11/8  點擊次數: 39次      文件下載    圖片下載    

高低溫循環測試的加速老化效應與東莞皓天試驗箱的應用

在產品可靠性評估領域,高低溫循環測試憑借 “加速老化效應",能夠快速暴露產品在長期使用中的潛在缺陷,縮短測試周期,降低研發與生產風險。東莞皓天作為環境可靠性測試設備企業,其研發的 THC 系列防爆高低溫試驗箱、HT 系列通用高低溫試驗箱等產品,以精準的溫變控制、穩定的循環性能,成為實現加速老化測試的核心設備,廣泛服務于電子電器、汽車零部件、新能源等行業。本文將系統解析高低溫循環測試的加速老化原理,結合東莞皓天設備的技術特點,闡述其在實際測試中的應用價值。

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一、高低溫循環測試的加速老化效應:原理與核心價值

高低溫循環測試通過模擬產品在溫度交替環境下的使用場景,利用 “溫度應力疊加" 加速材料老化與性能退化,其核心原理與價值體現在三個方面:
  1. 應力加速老化機制

溫度交替會導致材料內部產生熱脹冷縮應力,尤其對于由多種材料組成的產品(如電子元器件的焊接點、汽車橡膠密封件),不同材料的熱膨脹系數差異會引發界面應力集中,加速疲勞損傷。例如,電子電路板在 - 40℃~85℃循環中,焊接點的金屬疲勞速度是常溫環境的 10-15 倍,可在 1000 次循環內暴露潛在的虛焊、脫焊問題,而自然環境下此類缺陷可能需數年才會顯現。
  1. 失效模式提前暴露

加速老化效應能針對性激發產品的典型失效模式,如:高分子材料(塑料、橡膠)在高低溫循環中會加速老化脆化,導致密封性能下降;鋰電池的電極材料在溫度交替中會加速結構衰減,影響充放電容量與循環壽命;汽車傳感器的電路元件在溫變沖擊下,可能出現參數漂移、絕緣性能下降等問題。通過測試可提前識別這些風險,為產品設計優化提供數據支撐。
  1. 測試周期大幅縮短

傳統自然老化測試需數月甚至數年,而高低溫循環加速老化測試可將周期縮短至數周。以汽車零部件為例,按照 ISO 16750-4 標準,采用 - 40℃~125℃、1000 次循環的測試方案,可等效模擬產品 5 年的自然使用老化過程,顯著提升研發效率與產品上市速度。

二、東莞皓天試驗箱:適配加速老化測試的核心技術優勢

東莞皓天針對加速老化測試的嚴苛需求,在設備的溫變速率、循環穩定性、數據精準度等方面進行專項優化,其核心產品具備三大關鍵能力:
  1. 高加速溫變速率,強化應力沖擊

東莞皓天 HT 系列通用高低溫試驗箱的溫變速率可達 8℃/min(10℃/min),THC 系列防爆高低溫試驗箱可達 5℃/min,遠超行業平均 3℃/min 的水平。以 HT-1000L 型號為例,從 - 60℃升至 150℃僅需 26 分鐘,從 150℃降至 - 60℃僅需 55 分鐘,可快速構建劇烈溫度應力環境,加速材料老化進程。同時,設備支持 “陡升陡降" 模式,可模擬溫變場景(如航空航天設備的高空溫變沖擊),進一步提升老化加速效率。
  1. 長周期循環穩定性,保障測試可靠性

加速老化測試常需數千次溫變循環(如電子產品的 1000 次、汽車零部件的 3000 次),東莞皓天試驗箱通過三項技術確保長期穩定運行:
    • 采用進口丹佛斯壓縮機與施耐德電氣元件,核心部件壽命達 10 萬小時以上,減少循環測試中的故障中斷;

    • 創新的 “雙 PID 溫度補償算法",在連續 1000 次循環后,溫度波動度仍可控制在 ±0.5℃內,避免因溫變精度下降導致的測試偏差;

    • 內置循環次數自動統計功能,可精準記錄測試進程,支持循環斷點續跑,防止因意外停機導致的測試數據丟失。

  1. 全維度數據監測,支撐老化分析

設備配備高精度鉑電阻傳感器(精度 ±0.1℃),可實時采集箱內溫度、濕度(濕熱型號)數據,并通過 RS485 / 以太網接口上傳至電腦,支持與數據采集系統(如 NI LabVIEW)聯動,生成老化曲線、失效時間分布圖等專業報告。此外,東莞皓天試驗箱可兼容第三方老化測試軟件,實現 “溫度循環 - 性能檢測" 聯動(如在每 100 次循環后自動觸發產品電性能測試),為老化失效機理分析提供完整數據鏈。

三、東莞皓天試驗箱的典型應用場景

(一)電子電器行業:PCB 板與元器件老化測試

  • 應用需求:驗證 PCB 板焊接可靠性、電容電阻的溫變穩定性,需 1000 次 - 40℃~85℃循環測試;

  • 設備選型:HT-225L 高低溫試驗箱(225L 工作室容積,支持 8℃/min 溫變);

  • 測試效果:在 500 次循環后可暴露 90% 以上的虛焊缺陷,1000 次循環后可評估元器件的長期穩定性,測試周期較自然老化縮短 90%。

(二)汽車零部件行業:傳感器與密封件老化測試

  • 應用需求:模擬汽車發動機艙 - 40℃~125℃的溫度交替,需 3000 次循環驗證傳感器性能與橡膠密封件老化程度;

  • 設備選型:HT-500L 高低溫試驗箱(配備汽車零部件專用固定夾具,支持自定義循環程序);

  • 測試效果:3000 次循環后可精準評估密封件的壓縮變形率(≤20% 為合格),傳感器參數漂移量控制在 ±2% 以內,符合 ISO 16750-4 標準要求。

    (三)新能源行業:鋰電池加速老化測試

    • 應用需求:在防爆環境下,通過 - 20℃~60℃循環測試,評估鋰電池的容量衰減與安全性,需 500 次循環;

    • 設備選型:THC-100L 防爆高低溫試驗箱(Ex d IIB T4 Ga 認證,支持與充放電設備聯動);

    • 測試效果:500 次循環后可模擬電池 2 年的老化過程,容量衰減率≤20%,且無漏液、鼓包等安全問題,滿足 GB/T 31485-2015 標準。

    四、東莞皓天的服務與支持

    為保障加速老化測試的順利開展,東莞皓天提供全流程服務:
    1. 定制化測試方案:根據用戶產品特性(如尺寸、測試標準、循環要求),提供設備選型建議與測試程序編寫服務;

    1. 免費技術培訓:為用戶操作人員提供加速老化原理、設備操作、數據分析培訓,確保測試規范;

    1. 售后保障:承諾設備整機質保 1 年,核心部件(壓縮機、控制器)質保 2 年,全國 20 個服務網點提供 24 小時上門檢修,減少設備停機時間。





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