GB/T 2423.22-2012 是中華人民共和國國家標準,標準名稱為《環境試驗 第 2 部分:試驗方法 試驗 N:溫度變化》。該標準于 2012 年 12 月 31 日發布,2013 年 6 月 1 日實施。

該標準代替了 GB/T 2423.22-2002《電工電子產品環境試驗 第 2 部分:試驗方法 試驗 N:溫度變化》和 GB/T 2424.13-2002《電工電子產品環境試驗 第 2 部分:試驗方法 溫度變化試驗導則》。它采用翻譯法等同采用 IEC 60068-2-14:2009《環境試驗 第 2-14 部分:試驗 試驗 N:溫度變化》。

GB/T 2423.22-2012 規定的試驗用于確定元器件、設備或其他產品耐受環境溫度快速變化的能力。標準中包含了試驗 Na(規定轉換時間的快速溫度變化)、試驗 Nb(規定變化速率的溫度變化)和試驗 Nc(兩液槽法快速溫度變化)等不同的試驗方法,對各試驗方法的試驗程序、嚴酷等級、參數設置等都做了詳細規定,還明確了初始和最后檢測的要求以及試驗報告中應給出的信息等。

GB/T 2423.22-2012《環境試驗 第2部分:試驗方法 試驗N:溫度變化》是一項重要的國家標準,用于評估電工電子產品耐受溫度快速變化的能力。下面我將為您詳細介紹該標準。

一、GB/T 2423.22-2012標準基本信息

• 中文名稱:環境試驗 第2部分:試驗方法 試驗N:溫度變化

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

• 標準號:GB/T 2423.22-2012

• 發布日期:2012-12-31

• 實施日期:2013-06-01

• 替代標準:替代GB/T 2423.22-2002和GB/T 2424.13-2002 

• 采用國際標準:等同采用IEC 60068-2-14:2009 

• 主管部門:中國國家標準化管理委員會 

二、GB/T 2423.22-2012適用范圍與目的

該標準用于確定元器件、設備或其他產品耐受環境溫度快速變化的能力 。溫度變化試驗主要模擬產品在運輸、儲存或使用過程中可能遇到的急劇溫度變化條件,例如:

設備從室內轉移到戶外(或相反)

設備遭遇淋雨或浸入冷水突然冷卻 

機載設備的外部環境 

特定的運輸和貯存條件 

通電后設備內部產生的高溫梯度(如大功率電阻器旁的輻射熱)

其目的是通過加速試驗揭示產品因溫度劇烈變化導致的潛在故障,如材料裂化、密封失效、機械缺陷(如裂紋)等 ,從而提升產品的可靠性和質量控制 。

 三、GB/T 2423.22-2012試驗類型與方法

標準規定了三種試驗方法,其核心區別在于溫度變化的實現方式和速率:

1. 試驗 Na:規定轉換時間的溫度變化(通常稱為“溫度沖擊試驗”)

2. 方法:使用兩個獨立的試驗箱(一高一低)或一個快速溫度變化速率的試驗箱。樣品在高溫箱(TB)和低溫箱(TA)之間進行轉換。

3. 特點:轉換時間短,通常要求不超過3分鐘 ,從而產生劇烈的溫度沖擊。

4. 介質:通常為空氣 。

5. 適用:評估產品耐溫度劇烈沖擊的能力。

6. 試驗 Nb:規定溫度變化速率的溫度變化

7. 方法:使用單個試驗箱,其溫度以規定的速率(如1℃/min、3℃/min、5℃/min、10±2 K/min、15±3 K/min )在高溫(TB)和低溫(TA)之間進行循環變化。

8. 特點:溫度變化速率相對可控,適用于模擬溫度變化稍緩但仍比自然環境下更快的情景。

9. 介質:空氣。

10. 適用:確定產品在溫度變化期間和變化后的功能適應性。

11. 試驗 Nc:兩液槽法溫度變化(產生劇烈的熱沖擊)

12. 方法:樣品通過吊籃裝置交替浸入高溫液體槽(TB)和低溫液體槽(TA)中 。

13. 特點:轉換速率極快,能產生最劇烈的熱應力。

14. 介質:液體(通常是水,若樣品對水敏感則可使用其他惰性液體)。

15. 適用:主要適用于玻璃-金屬密封及類似結構的樣品 。不適用于對水或所用液體敏感的產品 。

*表:GB/T 2423.22-2012 三種試驗方法對比*

四、GB/T 2423.22-2012試驗嚴酷等級

試驗的嚴酷程度由以下參數組合決定 :

高溫溫度 (TB) 和 低溫溫度 (TA):需從GB/T 2423.1(低溫)和GB/T 2423.2(高溫)相關溫度中選取。

暴露持續時間 (t?):指樣品在高溫或低溫條件下保持的時間。優先選擇 3h, 2h, 1h, 30min, 10min 或按相關規范規定 。需長于樣品溫度穩定所需的時間 。

轉換時間 (t?, 對試驗Na):一般不宜超過3分鐘 。

溫度變化速率 (對試驗Nb):例如 1℃/min, 3℃/min, 5℃/min,或新增的優選值 (10±2) K/min 和 (15±3) K/min 。

循環次數:除非另有規定,優先采用的循環數為5次 。

五、GB/T 2423.22-2012試驗流程要點

典型的溫度變化試驗(以試驗Na和Nb為例)包括以下主要階段 :

1. 初始檢測:對樣品進行外觀、電氣和機械性能檢查。

2. 預處理:樣品和試驗箱通常在試驗室環境溫度(25℃±5K)下穩定 。

3. 條件試驗:

   將樣品暴露在低溫TA下,持續規定時間t?。

在規定轉換時間t?內(Na),或以規定速率(Nb),將樣品轉換到高溫TB下。

將樣品暴露在高溫TB下,持續規定時間t?。

以上過程重復進行規定的循環次數。

4. 恢復:試驗結束后,樣品應在標準大氣條件下恢復至溫度穩定 。

5. 最后檢測:恢復后對樣品進行外觀、電氣和機械性能檢測,判斷是否出現失效。

 六、GB/T 2423.22-2012設備要求

試驗箱:

試驗Na:可使用兩個獨立的試驗箱(一高一低)或一個快速溫度變化速率的單箱。若用兩箱,其位置應能使樣品轉換在規疾時間內完成。箱內放置樣品的區域應能保持規疾溫度,且在放入樣品后,空氣溫度應在暴露持續時間的10%內達到容差范圍 。

試驗Nb:試驗箱應能以規疾的速率進行溫度變化,并保持高低溫 。

試驗Nc:需有兩個液槽,并能實現樣品的自動或手動轉換。

樣品安裝:安裝架應低導熱性,以實現樣品絕熱。樣品間及與箱壁間應允許空氣自由流通 。

測量:需精確控制和記錄溫度、時間等參數。

 七、GB/T 2423.22-2012注意事項與應用限制

應用限制:

樣品內部的溫度變化速率受其材料導熱性、熱容量分布和尺寸影響 。大樣品內部溫度波動幅度可能遠低于外部施加的幅度 。

試驗Nc(兩液槽法) 通常僅限于密封樣品或對液體不敏感的樣品,因為浸液可能導致性能劣化。對水敏感樣品可考慮使用其他液體,但需注意其熱傳遞特性可能與水不同 。

溫度變化試驗(尤其是Na和Nc)不宜用作密封試驗的替代 。

常見誤區:需注意試驗參數(如溫度、時間、速率)的選擇應基于產品實際應用環境,而非隨意設定 。轉換時間或速率對試驗的嚴酷性影響很大。

結果判定:試驗可能引發的失效包括裂紋、剝離、性能退化、密封失效、涂層剝落等 。有些損傷可能在試驗后立即不明顯,而在后續(如振動、濕熱)試驗中才顯現 。

八、GB/T 2423.22-2012應用領域

該標準廣泛應用于需要評估產品溫度適應性的行業,包括 :

電子電工:元器件、PCB、模塊、整機等。

汽車:車載電子、零部件(特別是發動機艙等惡劣環境下的部件)。

航空航天:機載設備、航天器元器件。

通信設備:基站設備、終端產品。

消費電子:手機、筆記本電腦等。

 總結

GB/T 2423.22-2012為評估產品在溫度快速變化環境下的適應性提供了科學、規范的測試方法。通過三種不同的試驗方法(Na, Nb, Nc) 來模擬不同嚴酷程度和場景的溫度沖擊,幫助制造商暴露設計缺陷、篩選元器件、提升產品可靠性,并滿足國內外市場準入和產品質量控制的要求。

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