冷热冲击式试验箱是一种能在差短时间内让样品在高温和低温之间快速切换的可靠性测试设备,主要用于检测材料或产品在瞬间差端温差下的耐受能力,主流分为两箱式(提篮式)和三箱式(静止式)两大类。

今天就来看一看冷热冲击试验箱的温度冲击试验是如何进行的?
一、试验前准备
样品预处理与初始检测
样品在常温环境放置稳定;测试、记录样品初始外观、电气功能,作为对比基线,记录关键参数。
样品装夹
样品放入样品架,不可堆叠遮挡风道;体积不超过腔体 1/3;两箱式确认样品固定牢固,防止吊篮运动跌落;禁止密闭承压样品直接入箱。
设备预热预冷
开机,启动风机、制冷、加热;高温蓄热腔、低温蓄冷腔提前运行,稳定到设定温度。
两箱式:两个腔体独立恒温;三箱式:高温区、低温区提前蓄温,测试区为样品位置。
程序参数设定
高温温度、低温温度;
驻留时间:样品在每个温区的保持时间,必须保证样品本体温度达到稳定;小型元器件 10‑15min,大质量产品 30min~ 数小时;不是只看腔温稳定。
转换时间:半导体标准通常≤10s;国军标部分要求≤1min;转换越快热冲击应力越强。
循环次数(1 次循环 = 高温→低温→高温);
超温保护限值;是否开启结束后常温恢复。
二、正式试验循环过程
两箱式(吊篮移动型)
吊篮带着样品进入高温蓄热腔,关闭腔体;开始计时高温驻留时间,样品充分受热达到温度稳定。
高温驻留计时完成,吊篮快速移动到低温蓄冷腔(≤10s),关闭腔体。
在低温腔完成低温驻留,样品充分冷却。
驻留结束,吊篮再次快速返回高温腔。
重复 1‑4,直到完成设定循环次数。
特点:样品实体被搬运,温差应力强;有机械震动;样品不能外接测试线缆。
三箱式(风阀切换,样品静止)
样品全程固定在中间测试区不动:
关闭低温风门,打开高温风门,高温蓄热区的热风大量吹入测试区;测试区快速升到高温,开始高温驻留计时。
高温驻留完成,关闭高温风门,打开低温风门,低温冷风快速灌入测试区;实现温度骤降,开始低温驻留。
低温驻留结束,再次切回高温。
往复循环,完成设定次数。
特点:样品无机械运动,可以接线缆带电监测;依靠气流切换,注意风门密封,密封变差冲击效果下降。
区分:冷热冲击 ≠ 快速温变试验
快速温变:样品在同一个腔体内按速率慢慢升降温;
冷热冲击:高低温分别在独立蓄温腔提前备好,样品瞬间暴露到另一差端温度,应力大很多。
三、试验结束、恢复阶段
全部循环完成,设备按程序回到常温。严禁在高温 / 低温状态直接开门。
取出样品,在标准环境条件下恢复到室温(恢复时间按产品标准,一般 1‑2h)。
做最终检测:外观(裂纹、开裂、涂层剥落、脱层)、结构、电气功能,与初始数据对比,判定是否合格。
导出设备温度曲线记录,归档。
四、关键参数解释
驻留时间:不是腔体达到温度就算,要保证样品内部(芯部)温度稳定;大件样品驻留时间要加长,否则内部没有经受冲击。
转换时间:样品从一个
差端温度环境切换到另一
差端环境用时,是严酷等级关键指标。
一次循环定义:高温驻留 + 转换 + 低温驻留 + 转换,为 1 个完整循环。
典型条件举例(车规电子 AEC‑Q100):+125℃ 30min →转换≤10s→‑40℃ 30min,循环 100‑500 次。
五、常见操作错误
驻留时间设置太短,腔体温度到位,但样品内部温度没跟上,试验无效。
两箱式样品没有固定,吊篮运动发生碰撞跌落。
循环未结束,中途开门,冷热空气进入,破坏蓄温腔温度。
混淆冷热冲击与快速温变,选错试验模式。