零部件环境可靠性

2021-06-16

盐雾试验

        盐雾测试是一种主要利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验。它分为两大类,一类为天然环境暴露试验,另一类为人工加速模拟盐雾环境试验。人工模拟盐雾环境试验是利用一种具有一定容积空间的试验设备——盐雾试验箱,在其容积空间内用人工的方法,造成盐雾环境来对产品的耐盐雾腐蚀性能质量进行考核。

        盐雾试验一般用于对材料(表面膜层)或表面处理工艺进行评价、筛选、对比,通过盐雾试验可以确定产品中潜在问题的区域和部位,发现质量控制的不足,寻找设计缺降等。

        适用范围:可为电子、仪器仪表、汽车、轨道交通以及航天产品的元器件、结构件、组件以及整机等开展盐雾试验。

        测试标准:GB/T 2423.17,IEC60068-2-11,ISO4628-3, ISO9227,ASTM B117, ASTM B368,JIS-Z2371, JIS-G3141, GJB 150.11A-2009, MIL-STD-810F, MIL-STD-883E等。

        试验项目:人工模拟盐雾试验又包括中性盐雾试验、醋酸盐雾试验、铜盐加速醋酸盐雾试验、交变盐雾试验。

        (1) 中性盐雾试验(NSS试验) 是早期就已出现目前广泛应用的一种加速腐蚀试验方法。它采用5%的氯化钠盐水溶液,溶液PH 值调在中性范围(6.5~7.2 )作为喷雾用的溶液。试验温度均取35 ℃,要求盐雾的沉降率在1 ~2ml/80cm ².h 之间。

        (2) 醋酸盐雾试验(ASS试验) 是在中性盐雾试验的基础上发展起来的。它是在5%氯化钠溶液中加入一些冰醋酸,使溶液的PH 值降为3左右,溶液变成酸性,而后形成的盐雾也由中性盐雾变成酸性。它的腐蚀速度要比NSS试验快3倍左右。

        (3) 铜盐加速醋酸盐雾试验(CASS试验) 是国外新近发展起来的一种快速盐雾腐蚀试验,试验温度为50℃,盐溶液中加入少量铜盐—氯化铜,强烈诱发腐蚀。它的腐蚀速度大约是NSS 试验的8 倍。

        (4) 交变盐雾试验 是一种综合盐雾试验,它实际上是中性盐雾试验加恒定湿热试验。它主要用于空腔型的整机产品,通过潮态环境的渗透,使盐雾腐蚀不但在产品表面产生,也在产品内部产生。它是将产品在盐雾和湿热两种环境条件下交替转换,在腐蚀过程结束时再考核整机产品的电性能和机械性能有无变化。

淋雨试验/砂尘试验

        淋雨试验适用于航空、汽车、家电、外部照明和信号装置及汽车灯具外壳防护。

        测试项目:IPX1~IPX8试验,降雨和吹雨试验、强化试验、滴水试验。

        测试标准:GB/T 4208-2017,IEC 60529:2013,GB/T 2423.38-2008,IEC 60068-2-18-2017, IEC 60945-2002,RTCA DO-160E-2004,RTCA DO-160F-2007,RTCA DO-160G-2010 等。

 

        砂尘试验用于确定军民用设备对飞散砂尘环境的适用能力。适用于各类设备、电子、仪器仪表、汽车以及航空航天产品的组件以及整机。

        测试项目:IP5X试验、IP6X试验、砂尘(吹尘)试验、砂尘(吹砂)试验

        测试标准:GB/T 4208-2017,IEC 60529:2013,GB/T2423.37-2006,GB/T 5095.11-1997,IEC 60068-2-68-1994,ISO 16750-4-2010,GB/T 28046.4-2011,RTCA DO-160E-2004,RTCA DO-160F-2007,RTCA DO-160G-2010,MIL-STD-202H-2015,MIL-STD-810G等。

高温试验

        高温对产品有很多影响,如老化、氧化、化学变化、热扩散、电迁移、金属迁移、熔化、汽化变形等,通常周围环境每上升10℃,产品寿命就会减少到四分之一;当周围环境温度上升20℃,产品寿命就会减少一半,产品寿命遵循“10℃规则”,因而高温试验作为常用的试验,用于元器件和整机的筛选、老化试验、寿命试验、加速寿命试验,同时在失效分析的验证上起重要作用。

        测试标准:GB/T 2423.2、IEC 60068-2-2、ISO 16750-4、GMW3172、GB/T 28046.4、VW 80000、VW 75174、、28401NDS01

UV紫外光老化试验

        用于模拟对阳光、潮湿和温度对材料的破坏作用;材料老化包括褪色、失光、强度降低、开裂、剥落、粉化和氧化等。

        ASTM G154,适用于各种非金属材料;

        GB/T 4892-3,GB/T 16422.3,主要是塑料件;

        GB/T 14522,适用于塑料、涂料、橡胶;

        ISO 11507,适用于各种非金属材料;

        SAE J2020,适用于汽车外部材料。

低温试验

        低温对产品有很多影响,如脆化、结冰、粘度增大、固化、机械强度的降低及物理性收缩等, 低温试验用于考核产品在低温环境下贮存和使用的适应性,常用于产品在开发阶段的型式试验、元器件的筛选试验等。

        测试标准:GB/T 2423.1、IEC 60068-2-1、ISO 16750-4、GMW3172、GB/T 28046.4、VW 80000、VW 75174、28401NDS01

冷热冲击试验

        温度冲击的试验目的是为了在较短的时间内确认产品特性的变化,以及由于构成元器件的异种材料热膨胀系数不同而造成的故障问题。这些变化可以通过将元器件迅速交替地暴露于超高温和超低温的试验环境中观察到。冷热冲击不同于环境模拟试验,它是通过冷热温度冲击发现常温状态下难以发现的潜在故障。

        测试标准:GB/T 2423.22、IEC 60068-2-14、ISO 16750-4、GMW3172、GB/T 28046.4、VW 80000、USCAR 2、VW 75174、28401NDS01

快速温度变化试验

        快速温变是规定了温度变化速率的温度变化,常常模拟昼夜温差大的地区环境,也可用于寿命试验,用以考核元器件或产品的外观、机械性能及电气性能。

交变湿热试验

        交变湿热是模拟热带雨林的环境,确定产品和材料在温度变化,产品表面凝露时的使用和贮存的适应性。常用于寿命试验、评价试验和综合试验。

        测试标准:GB/T 2423.34、IEC 60068-2-38、ISO 16750-4、GMW3172、GB/T 28046.4、VW 80000、VW 75174、、28401NDS01

恒温恒湿试验

        产品失效原因湿度的影响占40%以上,因此湿度试验在环境试验中是必不可少的。常用于寿命试验、评价试验和综合试验,同时在失效分析上起重要作用。尤其对含有树脂材料的产品在产品研发和质量评估时该试验是必须的。常做的双85指的就是温度85℃,湿度85%RH。

        测试标准:GB/T 2423.3、IEC 60068-2-78、ISO 16750-4、GMW3172、GB/T 28046.4、VW 80000、VW 75174、、28401NDS01

气体腐蚀试验

        气体腐蚀主要应用于接触点和连接件,试验后的评定标准是接触电阻变化,其次是外观变化。主要的腐蚀气体为二氧化硫、硫化氢、二氧化氮、氯气,可依据使用环境选择一种或多种气体进行试验。

低气压试验

        低气压试验,是用设备模拟高空气压环境,用来确定元件、设备或其他产品在低气压条件下贮存、运输或使用的适应性。

测试标准:GB2423.27-2005,IEC60068-2-39-1976,GB2423.42-1995,GB2423.102-1995,GB2423.26-2008,IEC60068-2-41-1976,GB2423.21-2008,IEC60068-2-13-1983等。

试验项目:

        1.单纯低气压实验;

        2.低气压-温度综合试验;

        3.低气压-温度-湿度综合试验

温度-湿度-高度试验条件及步骤如下:

        a) 在实验室正常大气条件下对受试样品进行初始检测;

        b) 受试样品断电,将其放入试验箱内,尽可能模拟其实际安装使用状态;

        c) 变化到冷/干——受试样品不工作,在40min内调节试验箱的温度从室温降至-55℃;

        d) 冷/干  浸泡——受试样品不工作,使受试样品在温度为-55℃的条件下保持4h;

        e) 冷/干  温升——以低工作电压18VDC给受试样品通电使其工作,然后在10min内将试验箱内温度升至-40℃;

        f) 冷/干  性能检查——完成步骤e)后立即观察测试软件界面是否有故障出现;

        g) 变化到冷/干  高度——保持受试样品工作状态,在10min内将试验箱的压力由实验室压力降低到41.06kPa(对应高度为7000m);

        h) 冷/干  高度——保持试验箱内温度-40℃和压力41.06kPa的条件30min;

        i) 变化到温/湿——在1h内将试验箱内的温度升高到32℃,压力升至实验室压力,从不控制湿度变为相对湿度到95%;j) 温/湿  保持——保持试验箱内温度32℃、实验室气压和相对湿度95%的条件30min;

        k) 变化到热/干——将电源电压调整为30VDC,在1h内将试验箱内温度升高到工作温度70℃,相对湿度降低到25%;

        l) 热/干  浸泡——保持试验箱内温度70℃和相对湿度25%的条件2h;

        m) 热/干  性能检查——完成步骤l)后立即观察测试软件界面是否有故障出现;

        n) 变化到热/干  高度——在10min将试验箱内的压力由实验室压力降低到41.06kPa;

        o) 热/干  高度——保持试验箱内温度70℃、压力41.06kPa和相对湿度25%的条件4h;

        p) 热/干高度  性能检查——完成步骤o)后立即观察测试软件界面是否有故障出现;

        q) 变化到实验室环境条件——在30min内将试验箱温度从70℃、压力从41.06kPa,恢复到实验室正常大气条件,不控制湿度,变化结束后,受试样品停止工作;

        r) 步骤c)~步骤q)为一个完整的循环,试验共进行10个循环;

        s) 10个循环试验结束后,使受试样品在实验室正常大气条件下恢复至稳定状态后再对其进行检测。

臭氧测试

        臭氧测试适用于适用于测试橡胶制品非金属材料、有机材料(如:涂料、油漆、橡胶、塑胶、及其制品)的耐臭氧老化性能和老化龟裂试验。

高压蒸煮(HAST)

        高压蒸煮试验采用高压高湿条件,考核塑料封装的半导体集成电路等电子器件的综合影响,是用高加速的试验方式评价电子产品耐湿热的能力,常用于产品开发、质量评估、失效验证。

太阳辐射/氙灯老化

        用模拟全阳光光谱的氙弧灯来再现不同环境下存在的破坏性光波,可以为科研、产品开发和质量控制提供相应的环境模拟和加速试验。

碳弧灯老化试验-常用标准:

        ASTM G152-06,Cycle1,2,4,5,  非金属材料;;

        ASTM D822-01(2006)  涂料;

        ASTM D3361-01(2006)  无滤镜,涂料;

        ASTM D1499-2005  塑料;

        JIS D0205-1987  汽车材料;

        NES M0135-2018  汽车材料。

氙灯老化试验-常用标准:

测试项目 测试标准
AATCC TM 16,TM 16E-1998,TM 169
ASTM D2565,D6695,E1596,G151,G155
Ford FLTM BO 116-01
GM E60292,W3414TM,W14162
GB/T 1.86584E+17
ISO 105-B02,105-B04,105-B06,3917,4892-1,4892-2,11341,12040
JASO M 346
Peugeot/Citroen D47 1431,D27 1389
SAE J1885,J1960,J2412,J2527
VDA 621-429,621-430,75202
VW PV 1303,PV 1306,PV 3929,PV 3930

霉菌试验

        霉菌试验是将产品或材料置于有利于霉菌生长的条件下进行试验,考核产品或材料的抗霉能力。评定其不同长霉程度和霉菌对产品引起的表面变化和性能影响,为选材、制造、包装等提供必要的依据。

        可为军用设备、电子产品、仪器仪表、元器件及材料等开展霉菌试验。

        测试标准:GB/T 2423.16-2008《电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验J及导则:长霉》

        RTCA/DO-160E/F/G 《机载设备环境条件和试验程序》等"

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