從火箭穿越大氣層，到手機(jī)從暖氣房沖進(jìn)雪地；
從汽車引擎熄火后遭遇寒潮，到工業(yè)設(shè)備在高溫車間與冷庫(kù)間轉(zhuǎn)運(yùn)……
現(xiàn)實(shí)世界中，溫度并非緩慢變化，而是常常劇烈突變。
而這種極端溫變速率帶來(lái)的熱應(yīng)力，遠(yuǎn)比穩(wěn)態(tài)高低溫更致命。
溫度沖擊測(cè)試（Thermal Shock Test），正是模擬這種“冰火兩重天”瞬間切換的嚴(yán)苛環(huán)境，驗(yàn)證產(chǎn)品能否在熱脹冷縮的撕裂力下依然可靠。
今天，就帶你深入這項(xiàng)高加速可靠性測(cè)試的核心邏輯——它不是“冷熱循環(huán)”，而是對(duì)材料與結(jié)構(gòu)的極限拷問(wèn)。
一、溫度沖擊 ≠ 高低溫循環(huán)：速率決定一切
很多人混淆溫度沖擊（Thermal Shock）和溫度循環(huán)（Thermal Cycling），但兩者本質(zhì)不同：
| 維度 | 溫度沖擊測(cè)試 | 高低溫循環(huán)測(cè)試 |
|---|---|---|
| 溫變速率 | 極快（>10℃/秒，甚至瞬時(shí)） | 較慢（0.5–10℃/分鐘） |
| 轉(zhuǎn)換方式 | 樣品在兩個(gè)獨(dú)立溫區(qū)間快速轉(zhuǎn)移 | 在單 chamber 內(nèi)緩慢升降溫 |
| 主要應(yīng)力 | 瞬時(shí)熱應(yīng)力（材料內(nèi)外溫差大） | 累積熱疲勞（反復(fù)膨脹收縮） |
| 典型標(biāo)準(zhǔn) | MIL-STD-810H Method 503.6 IEC 60068-2-14（TST） | IEC 60068-2-14（TC） |
? 關(guān)鍵區(qū)別：
溫度沖擊：考驗(yàn)“能不能扛住突然的冷熱打擊”；
溫度循環(huán)：考驗(yàn)“能不能經(jīng)受長(zhǎng)期冷熱交替”。
二、溫度沖擊如何“撕裂”產(chǎn)品？
當(dāng)產(chǎn)品在幾秒內(nèi)從+125℃投入-55℃環(huán)境，不同材料因熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)（CTE）差異，會(huì)產(chǎn)生巨大內(nèi)應(yīng)力：
?? 典型失效模式：
| 失效類型 | 根本原因 | 案例 |
|---|---|---|
| 焊點(diǎn)開(kāi)裂 | PCB（CTE≈17ppm/℃）與芯片（CTE≈6ppm/℃）膨脹不一致 | BGA封裝器件在3次沖擊后功能失效 |
| 陶瓷電容破裂 | 陶瓷脆性大 + 快速收縮 | MLCC在-55℃沖擊下內(nèi)部微裂 |
| 光學(xué)鏡頭脫膠 | 膠粘劑與玻璃/金屬CTE失配 | 激光雷達(dá)鏡頭偏移，測(cè)距不準(zhǔn) |
| 密封圈失效 | 硅膠在低溫下硬化，高溫下軟化，反復(fù)沖擊導(dǎo)致永久變形 | 戶外燈具IP67失效，進(jìn)水短路 |
| 塑料外殼龜裂 | 表面急速冷卻收縮，內(nèi)部仍熱 → 拉應(yīng)力超限 | 無(wú)人機(jī)電機(jī)殼體出現(xiàn)放射狀裂紋 |
三、溫度沖擊測(cè)試怎么做？三大主流方法
?? 1. 兩箱法
高溫箱（如+150℃） + 低溫箱（如-65℃）；
通過(guò)提籃或機(jī)械臂在10秒內(nèi)完成轉(zhuǎn)移；
最常用，模擬真實(shí)快速環(huán)境切換。
?? 2. 三箱法
增加一個(gè)常溫過(guò)渡區(qū)，減少樣品熱沖擊過(guò)載；
適用于特別脆弱的樣品（如含液體、大尺寸組件）。
?? 3. 液體沖擊法
使用硅油/乙醇作為傳熱介質(zhì)，溫變速率更快（可達(dá)100℃/秒）；
多用于元器件級(jí)測(cè)試（如MIL-STD-202 Method 107）。
?? 典型參數(shù)（MIL-STD-810H）：
高溫：+85℃ / +125℃
低溫：-55℃ / -65℃
保溫時(shí)間：10–30分鐘/段
轉(zhuǎn)換時(shí)間：<10秒
循環(huán)次數(shù)：5–20次（高加速篩選）或100+次（可靠性驗(yàn)證）
四、哪些產(chǎn)品必須做溫度沖擊測(cè)試？
| 應(yīng)用領(lǐng)域 | 原因 | 典型要求 |
|---|---|---|
| 航空航天 | 火箭進(jìn)出大氣層、衛(wèi)星日照/陰影切換 | -65℃ ? +125℃，15次以上 |
| 汽車電子 | 引擎艙高溫 vs 冬季寒夜 | -40℃ ? +125℃，AEC-Q100 Grade 0/1 |
| 軍工裝備 | 快速空投、極地部署 | MIL-STD-810H Method 503 |
| 戶外光通信 | 白天暴曬 vs 夜間輻射冷卻 | -40℃ ? +85℃，帶電運(yùn)行 |
| 新能源電池包 | 快充發(fā)熱 vs 寒冷環(huán)境 | UN 38.3 + 溫度沖擊組合 |
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