GB/T 2423.22-2012环境试验 第2部分：试验方法 试验N：温度变化

GB/T 2423.22-2012 是中华人民共和国国家标准,标准名称为《环境试验 第 2 部分:试验方法 试验 N:温度变化》。该标准于 2012 年 12 月 31 日发布,2013 年 6 月 1 日实施。

该标准代替了 GB/T 2423.22-2002《电工电子产品环境试验 第 2 部分:试验方法 试验 N:温度变化》和 GB/T 2424.13-2002《电工电子产品环境试验 第 2 部分:试验方法 温度变化试验导则》。它采用翻译法等同采用 IEC 60068-2-14:2009《环境试验 第 2-14 部分:试验 试验 N:温度变化》。

GB/T 2423.22-2012 规定的试验用于确定元器件、设备或其他产品耐受环境温度快速变化的能力。标准中包含了试验 Na(规定转换时间的快速温度变化)、试验 Nb(规定变化速率的温度变化)和试验 Nc(两液槽法快速温度变化)等不同的试验方法,对各试验方法的试验程序、严酷等级、参数设置等都做了详细规定,还明确了初始和最后检测的要求以及试验报告中应给出的信息等。

GB/T 2423.22-2012《环境试验 第2部分:试验方法 试验N:温度变化》是一项重要的国家标准,用于评估电工电子产品耐受温度快速变化的能力。下面我将为您详细介绍该标准。

一、GB/T 2423.22-2012标准基本信息

• 中文名称:环境试验 第2部分:试验方法 试验N:温度变化

• 英文名称:Environmental testing - Part 2: Test methods - Test N: Change of temperature

• 标准号:GB/T 2423.22-2012

• 发布日期:2012-12-31

• 实施日期:2013-06-01

• 替代标准:替代GB/T 2423.22-2002和GB/T 2424.13-2002 

• 采用国际标准:等同采用IEC 60068-2-14:2009 

• 主管部门:中国国家标准化管理委员会 

二、GB/T 2423.22-2012适用范围与目的

该标准用于确定元器件、设备或其他产品耐受环境温度快速变化的能力 。温度变化试验主要模拟产品在运输、储存或使用过程中可能遇到的急剧温度变化条件,例如:

设备从室内转移到户外(或相反)

设备遭遇淋雨或浸入冷水突然冷却 

机载设备的外部环境 

特定的运输和贮存条件 

通电后设备内部产生的高温梯度(如大功率电阻器旁的辐射热)

其目的是通过加速试验揭示产品因温度剧烈变化导致的潜在故障,如材料裂化、密封失效、机械缺陷(如裂纹)等 ,从而提升产品的可靠性和质量控制 。

 三、GB/T 2423.22-2012试验类型与方法

标准规定了三种试验方法,其核心区别在于温度变化的实现方式和速率:

1. 试验 Na:规定转换时间的温度变化(通常称为“温度冲击试验”)

2. 方法:使用两个独立的试验箱(一高一低)或一个快速温度变化速率的试验箱。样品在高温箱(TB)和低温箱(TA)之间进行转换。

3. 特点:转换时间短,通常要求不超过3分钟 ,从而产生剧烈的温度冲击。

4. 介质:通常为空气 。

5. 适用:评估产品耐温度剧烈冲击的能力。

6. 试验 Nb:规定温度变化速率的温度变化

7. 方法:使用单个试验箱,其温度以规定的速率(如1℃/min、3℃/min、5℃/min、10±2 K/min、15±3 K/min )在高温(TB)和低温(TA)之间进行循环变化。

8. 特点:温度变化速率相对可控,适用于模拟温度变化稍缓但仍比自然环境下更快的情景。

9. 介质:空气。

10. 适用:确定产品在温度变化期间和变化后的功能适应性。

11. 试验 Nc:两液槽法温度变化(产生剧烈的热冲击)

12. 方法:样品通过吊篮装置交替浸入高温液体槽(TB)和低温液体槽(TA)中 。

13. 特点:转换速率极快,能产生最剧烈的热应力。

14. 介质:液体(通常是水,若样品对水敏感则可使用其他惰性液体)。

15. 适用:主要适用于玻璃-金属密封及类似结构的样品 。不适用于对水或所用液体敏感的产品 。

*表:GB/T 2423.22-2012 三种试验方法对比*

四、GB/T 2423.22-2012试验严酷等级

试验的严酷程度由以下参数组合决定 :

高温温度 (TB) 和 低温温度 (TA):需从GB/T 2423.1(低温)和GB/T 2423.2(高温)相关温度中选取。

暴露持续时间 (t₁):指样品在高温或低温条件下保持的时间。优先选择 3h, 2h, 1h, 30min, 10min 或按相关规范规定 。需长于样品温度稳定所需的时间 。

转换时间 (t₂, 对试验Na):一般不宜超过3分钟 。

温度变化速率 (对试验Nb):例如 1℃/min, 3℃/min, 5℃/min,或新增的优选值 (10±2) K/min 和 (15±3) K/min 。

循环次数:除非另有规定,优先采用的循环数为5次 。

五、GB/T 2423.22-2012试验流程要点

典型的温度变化试验(以试验Na和Nb为例)包括以下主要阶段 :

1. 初始检测:对样品进行外观、电气和机械性能检查。

2. 预处理:样品和试验箱通常在试验室环境温度(25℃±5K)下稳定 。

3. 条件试验:

   将样品暴露在低温TA下,持续规定时间t₁。

在规定转换时间t₂内(Na),或以规定速率(Nb),将样品转换到高温TB下。

将样品暴露在高温TB下,持续规定时间t₁。

以上过程重复进行规定的循环次数。

4. 恢复:试验结束后,样品应在标准大气条件下恢复至温度稳定 。

5. 最后检测:恢复后对样品进行外观、电气和机械性能检测,判断是否出现失效。

 六、GB/T 2423.22-2012设备要求

试验箱:

试验Na:可使用两个独立的试验箱(一高一低)或一个快速温度变化速率的单箱。若用两箱,其位置应能使样品转换在规疾时间内完成。箱内放置样品的区域应能保持规疾温度,且在放入样品后,空气温度应在暴露持续时间的10%内达到容差范围 。

试验Nb:试验箱应能以规疾的速率进行温度变化,并保持高低温 。

试验Nc:需有两个液槽,并能实现样品的自动或手动转换。

样品安装:安装架应低导热性,以实现样品绝热。样品间及与箱壁间应允许空气自由流通 。

测量:需精确控制和记录温度、时间等参数。

 七、GB/T 2423.22-2012注意事项与应用限制

应用限制:

样品内部的温度变化速率受其材料导热性、热容量分布和尺寸影响 。大样品内部温度波动幅度可能远低于外部施加的幅度 。

试验Nc(两液槽法) 通常仅限于密封样品或对液体不敏感的样品,因为浸液可能导致性能劣化。对水敏感样品可考虑使用其他液体,但需注意其热传递特性可能与水不同 。

温度变化试验(尤其是Na和Nc)不宜用作密封试验的替代 。

常见误区:需注意试验参数(如温度、时间、速率)的选择应基于产品实际应用环境,而非随意设定 。转换时间或速率对试验的严酷性影响很大。

结果判定:试验可能引发的失效包括裂纹、剥离、性能退化、密封失效、涂层剥落等 。有些损伤可能在试验后立即不明显,而在后续(如振动、湿热)试验中才显现 。

八、GB/T 2423.22-2012应用领域

该标准广泛应用于需要评估产品温度适应性的行业,包括 :

电子电工:元器件、PCB、模块、整机等。

汽车:车载电子、零部件(特别是发动机舱等恶劣环境下的部件)。

航空航天:机载设备、航天器元器件。

通信设备:基站设备、终端产品。

消费电子:手机、笔记本电脑等。

 总结

GB/T 2423.22-2012为评估产品在温度快速变化环境下的适应性提供了科学、规范的测试方法。通过三种不同的试验方法(Na, Nb, Nc) 来模拟不同严酷程度和场景的温度冲击,帮助制造商暴露设计缺陷、筛选元器件、提升产品可靠性,并满足国内外市场准入和产品质量控制的要求。

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