冷熱沖擊箱的 “沖擊” 是如何實現的？對樣品有何特殊影響？

來源：廣東皓天檢測儀器有限公司 2025年07月19日 08:58

沖擊” 的實現機制

冷熱沖擊箱的 “沖擊” 效果主要通過三大系統協同完成。分區結構設計是基礎，雙區結構包含高溫槽和低溫槽，樣品通過機械臂快速在兩槽間轉移（切換時間＜10 秒）；三區結構則采用獨立測試腔，通過風閥切換高溫區（加熱管 + 風機）與低溫區（壓縮機 + 蒸發器）的氣流，避免樣品移動即可實現 - 55℃至 125℃的瞬時切換。

動力系統決定沖擊強度，高壓離心風機提供每秒 2-3 米的氣流速度，配合蜂窩式風道設計，使測試區溫度在 3-5 分鐘內達到目標值（如從 25℃躍升至 150℃）。溫度控制系統采用 PID + 模糊控制算法，通過鉑電阻傳感器實時監測溫度，當偏差超過 ±1℃時立即啟動功率補償，確保沖擊過程中溫度波動不超過 ±0.5℃。

對樣品的特殊影響

這種劇烈的溫度變化會對樣品產生多重作用。在材料層面，非金屬材料（如橡膠、塑料）會因熱脹冷縮系數的差異產生內應力，導致微觀裂紋萌生，例如汽車密封條經 500 次沖擊后，表面可能出現 0.1-0.3mm 的龜裂。

金屬部件則可能發生相變應力，如鋁合金在 - 70℃至 120℃沖擊下，晶界處易產生微變形，長期測試可能導致疲勞強度下降 5%-10%。

對電子樣品而言，“沖擊” 的影響更具隱蔽性。PCB 板上不同焊點（錫鉛焊料與無鉛焊料）的熱匹配性差異，會引發焊點疲勞，顯微鏡下可見針狀空隙；電容、電阻等元件的引線在溫度沖擊下反復彎折，可能導致引線斷裂或接觸電阻增大，使電路出現間歇性故障。

此外，“沖擊” 還會加速樣品的化學老化。例如鋰電池在 - 40℃至 85℃循環沖擊中，電解液與電極材料的反應速率提升 3-5 倍，隔膜的微孔結構可能因冷熱交替出現局部堵塞，導致容量衰減速度比常規老化測試快 2-3 倍。

這種 “沖擊” 效應雖具有破壞性，但能快速暴露產品潛在缺陷。例如航空插頭經 100 次 - 55℃/125℃沖擊后，插拔力變化量若超過 20%，則說明其結構設計存在隱患。因此，理解冷熱沖擊箱的 “沖擊” 原理及其對樣品的影響，是開展可靠性測試的重要前提。

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