IEC68-2-33温度变化试验指引

1、IEC 68-2-33溫度變化試驗指引IEC 6&233 Guidance on change of temperature testsHJn本文Z目的為提供設計及試驗工程師使用溫度變化試驗Z指引。溫度變化試驗在決 定試件於溫度變化或持續溫度變化環境下之效應。裝備膚次預期發生快速溫度變化之可能情況如下：裝備從室內溫暖環境運送至寒冷的露天環境，反之亦然。裝備突然遭受雨水冷卻或浸泡入冷水中。外掛於飛機Z空用裝備。儲存及運輪歷程之某些條件。元件層次預期發生快速溫度變化之可能情況如下：裝備開機後會產生髙溫梯度因而造成溫度變化，使元件遭受應力，例如由於髙功率電阻器產生Z幅射, 使其附近元件之溫度升高，但

2、其他部份元件仍然是冷的。人為冷卻之元件由於冷卻系統開機後遭受快速溫度變化。裝備於生產製程中，元件可能遭受快速溫度變化。限制本試驗法不適合模擬僅於高溫或低溫環境下之效應；有關上述之效應，誚勢考進 68-2-1試驗方法A：冷及IEC 68-2-2試驗方法B：乾熱。1. 溫度試驗基木原理溫度變化試驗Z設計IEC 68-2-14溫度變化試驗方法Na、Nb及Nc乃係由高、低溫保溫某 一時段後相互轉移所組成；由室溫至第一個溫度條件，再至第二個溫 度條件，最後回到室溫，此情況稱之為一個試驗循環。有關試驗Z參數為：a. 室溫。b. 高溫。c. 低溫。d. 保溫時間。c. 高、低溫轉移時間。f.循環數。對大部份

3、試件而言，要使試件溫度到達規定之溫度，均會有時間遲滯 (time-lag)現象。只有在例外情形下，試件才可以在規定Z正常儲存或操作Z溫度範圍 外執行本項試驗。本試驗屬加速試驗性質，因為在一預定時間內承受數次劇烈的溫度變 化循環，比實際遭遇的情況要嚴厲很多。2. 試驗目的及選擇溫度變化試驗並非真正的模擬實際情況，英目的為施加應力於試件上，以決定試件 是否正確設計或製造。溫度變化試驗評估方式建議如下：評估試件於溫度變化下之電性；試驗方法Nbo評估試件於溫度變化下Z機械性能；試騎方法Nbo評估試件在快速溫度變化循環後Z電性；試驗方法Na或Nc。評估機械元件、材料及複合材料抵抗快速溫度變化之適合性：試

4、驗方法Na或Nc。評估元件結構抵抗人為應力Z適合性；試驗方法Na或Nc。3. 保溫時間Z選擇保溫時間與試件（或其關鍵零組件）之熱時間常數（thermal time constant）有關， 使試件之溫度與溫度櫃或浸泡容器之溫度近似，因此瞭解試件之熱時間常數是作常 重要的事。此外大試件（裝備）內、外部零組件之熱時間常數應分別考量，通常以最 內部或關鍵零組件之熱時間常數為主。熱時間常數與周遭介質之特性與移動速率有關（試驗方法Na及Nb為氣體，Nc為液 鹘），因此熱時間常數必須以實驗方式獲得。在選擇保溫時間時，必須考量下列關 係（如圖1所示）：若 t 則 d0.01 D若 t2.5x 則 dV 0.

5、 1 D其中保溫時間T：試件之熱時間常數d :試驗介質與試件之溫度差D：高、低溫之溫度差（Tb - Ta）4. 溫度變化時間Z選擇高、低溫轉移時問之選擇 大型試件若以雙櫃法執行溫度變化試驗，其髙、低溫轉移時間無法在 23分鐘內完成，則轉移時間可稍為延長，但不得超過以下之規定：t2= 0. 05 t其中t2：轉移時間T：試件之熱時間常數5. 溫度變化率之選擇試驗方法Nb之溫度變化率係用來模擬溫度快速變化。若欲模擬緩慢溫度之變化，試驗方法Nb仍可適用，但溫度變化率則應適當降低。 例如H循環溫度的變異通常每分鐘小於1 C,此種情形對於大型固定裝備較為適用。6. 溫度變化試驗Z使用限制試件內部之溫度變

6、化率與試件材料之熱傳導、試件熱容之分布及試件尺寸大小有 關。試件表而某一點Z溫度變化近似指數定律；大型試件內部溫度變化接近周期性 的正弦曲線，其髙低溫度值遠小於試驗規格之溫度範圍。試件與溫度櫃或浸泡容器介質間之熱傳機制應加以考量，移動液開介質使試件表而 之溫度變化率變得很大，靜止空氣介質之溫度變化率則很小。雙液禮浸泡法以水為介質（試驗方法Nc）,則試件應限制為有水密措施或其特性對水 不敏感，亦即當試件浸入水中後，不會使其功能及性質退化。若試件對水敏感則以 其他液髓取代，因此需考量液體與水之不同熱傳特性。7. 溫度變化試驗之帝複性試驗參數Z影響溫度變化試驗Z重複性視試驗參數Z梢確性而定；下列試驗

7、參數Z變異對試驗Z重 複性有重大影響：a. 周遭介質的溫度變化率。b. 高、低溫。c. 熱傳機制（對流、熱輻射、熱傳導）。d. 介質特性。e. 任何特殊需求，如試件在溫度櫃（容器）內Z擺放位晳與方向，將彩響試驗Z重複性，上述情形在相關規範中應明確規定。試件參數Z影響由於試件各項參數之差異，而彩響溫度變化試驗結果:a. 热容。b. 試件表而熱傳最與分布狀況。c. 試件內部熱傳導不均勻。d. 試件材料與元件之熱膨脹。e. 機械性質(例如元件之彈性與拉力強度及試件之材料)。f. 尺寸大小、容差。g. 影響試件內溫度分布之其他性質。選擇試驗方式指引o試驗厳厲度隨下列因素而增加：a. 加大溫度差。b.

8、加快溫度變化率。c. 更快速的熱傳機制。o TEC 68-2-14試驗方法N最好視為系列試驗中之一部份，因為有些失效在試驗方法N結束 後不一泄會馬匕顯現，可能會出現在後續的試驗項目中(例如：IEC68217試驗方法Q： 密封性試驗、_IEC血2並_試驗方法Fc及指引：匸弦振動、IEC 68-2-3試驗方法Ca： 穏態濕熱、IEC 68-2-30試聡方法Db：濕熱溫度循環)。o溫度變化試驗方法Nc(雙液骼浸泡法)不可與試驗方法Q(密封(sealing)相互取代使用。試驗時問之設定，儘可能配合每天的匸作作息或是24小時的倍數，且注总復原及最終皐 測時機。為避免髙、低溫轉移時間在夜晚而需延長保溫時間h，應將試件留置於低溫櫃中，因為 若留置於高溫櫃中之時間過長會產生老化效應。o當規定溫度變化試驗時，應注意並瞭解試件在溫度變化下之性質及可能發生的失效模式, 因此初始最測及最終量測亦應併規定。在某些情況下，也許僅須考虽機械性失效， 除此Z外，在溫度變化期間最測Z執行應列為主要考虽，尤其是以裝備型態執行試驗 之試件。其他有關試件溫度隨時間成指數變化之關係計算：T = (Ta - Tb) X e+Tb當t二0時，則T =