在產(chǎn)品研發(fā)與質(zhì)量把控過程中,模擬真實環(huán)境對產(chǎn)品進(jìn)行測試是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。常平作為多種產(chǎn)品的關(guān)鍵部件或原材料,其在不同溫濕度條件下的耐使用性能直接關(guān)系到終端產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性。步入式恒溫恒濕試驗箱能夠精準(zhǔn)模擬多樣化的溫濕度環(huán)境,為測試常平耐使用性提供了高效且可靠的手段。通過在試驗箱內(nèi)設(shè)定不同的溫濕度組合,并持續(xù)一定時間,觀察常平在該環(huán)境下的性能變化,可提前發(fā)現(xiàn)潛在問題,優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)工藝,確保常平在實際使用場景中能夠穩(wěn)定發(fā)揮作用。

測試常平耐使用性的流程
1 測試前準(zhǔn)備
首先,對待測常平樣品進(jìn)行預(yù)處理。檢查樣品外觀,確保無明顯缺陷、損傷或變形。對于一些需要組裝的常平,按照標(biāo)準(zhǔn)組裝流程進(jìn)行組裝,保證組裝質(zhì)量。清潔樣品表面,去除油污、灰塵等雜質(zhì),以免影響測試結(jié)果。例如,對于電子元器件類常平,可使用專用的清洗劑和無塵布進(jìn)行清潔;對于金屬類常平,可采用超聲波清洗去除表面氧化層。
根據(jù)常平樣品的大小、形狀和數(shù)量,選擇合適的樣品承載裝置。承載裝置應(yīng)具備良好的穩(wěn)定性和絕緣性,避免對樣品產(chǎn)生額外的應(yīng)力或干擾。對于小型常平樣品,可使用多層樣品架,提高空間利用率;對于大型或重型常平,需使用承重能力強(qiáng)的專用支架。將樣品牢固放置在承載裝置上,確保在試驗過程中樣品不會晃動、掉落,同時樣品之間應(yīng)保持一定間距(一般不小于 5cm),保證空氣流通順暢。
同時,檢查試驗箱設(shè)備狀態(tài),確認(rèn)箱體密封良好,各部件無損壞。查看溫度、濕度傳感器是否在計量校準(zhǔn)有效期內(nèi),精度是否符合測試要求;檢查加熱、制冷、加濕、除濕設(shè)備是否能正常運(yùn)行,如電加熱器是否發(fā)熱均勻,壓縮機(jī)運(yùn)行是否平穩(wěn),加濕器水箱水位是否充足,排水管路是否通暢等。若發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在問題,應(yīng)及時進(jìn)行維修和校準(zhǔn),確保設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。
2 參數(shù)設(shè)置
依據(jù)常平的實際使用場景和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),在試驗箱控制系統(tǒng)中設(shè)置合理的溫濕度測試參數(shù)。如果常平應(yīng)用于戶外電子產(chǎn)品,需考慮戶外環(huán)境的溫度變化范圍和濕度情況。例如,在夏季高溫時段,戶外溫度可能高達(dá) 40℃ - 50℃,濕度可達(dá) 70% - 90% RH;在冬季寒冷地區(qū),溫度可能低至 - 20℃ - -10℃,濕度相對較低,為 20% - 40% RH。根據(jù)這些實際環(huán)境數(shù)據(jù),設(shè)置試驗箱的溫度范圍為 - 20℃ - 50℃,濕度范圍為 20% - 90% RH。同時,確定溫濕度的變化速率,如升溫速率設(shè)為 1℃/min - 3℃/min,降溫速率設(shè)為 1℃/min - 2℃/min,濕度變化速率根據(jù)實際情況調(diào)整,一般不超過 5% RH/min。
試驗時間根據(jù)常平的預(yù)期使用壽命和測試目的確定。對于一些短期快速篩選測試,可設(shè)置較短的試驗時間,如幾百小時;對于模擬長期實際使用情況的測試,試驗時間可能長達(dá)數(shù)千小時甚至更久。例如,若常平預(yù)期使用壽命為 5 年,可根據(jù)加速老化原理,設(shè)置試驗時間為 1000 小時,模擬 5 年的使用環(huán)境。此外,還需設(shè)置溫濕度循環(huán)次數(shù),若要模擬四季交替或晝夜變化等周期性環(huán)境,可設(shè)定多個溫濕度循環(huán),每個循環(huán)包括升溫、保溫、降溫、保濕等階段,每個階段的時間和溫濕度值根據(jù)實際需求設(shè)定。如模擬晝夜循環(huán),可設(shè)置白天高溫高濕(40℃,80% RH)保持 8 小時,夜間低溫低濕(20℃,40% RH)保持 16 小時,循環(huán) 100 次。

3 測試過程
設(shè)置好參數(shù)后,啟動試驗箱。設(shè)備開始按照設(shè)定的程序調(diào)節(jié)箱內(nèi)溫濕度,達(dá)到設(shè)定值后進(jìn)入保溫保濕階段。在測試過程中,操作人員需定期通過觀察窗查看樣品狀態(tài),記錄是否出現(xiàn)變形、變色、開裂、性能異常等現(xiàn)象,一般每 24 小時記錄一次,對于關(guān)鍵階段可縮短記錄間隔。同時,密切關(guān)注控制系統(tǒng)顯示的溫濕度曲線,確保實際溫濕度值與設(shè)定值偏差在允許范圍內(nèi)(溫度偏差 ±0.5℃,濕度偏差 ±2% RH)。
若使用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),可實時采集樣品的性能參數(shù),如對于電子類常平,監(jiān)測其電阻、電容、電感等電氣參數(shù)的變化;對于機(jī)械類常平,測量其尺寸變化、力學(xué)性能(如硬度、拉伸強(qiáng)度)等。數(shù)據(jù)采集頻率根據(jù)測試要求確定,一般在關(guān)鍵階段或參數(shù)變化較快時,增加采集頻率,以便更準(zhǔn)確地捕捉樣品性能變化趨勢。例如,在溫度快速變化階段,可每 10 分鐘采集一次數(shù)據(jù)。
如果試驗過程中出現(xiàn)異常情況,如設(shè)備報警、溫濕度失控、樣品出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞等,應(yīng)立即停止試驗,排查原因??赡艿脑虬ㄔO(shè)備故障(如傳感器故障、加熱制冷系統(tǒng)故障)、樣品自身問題(如樣品質(zhì)量不合格、安裝不當(dāng))或測試參數(shù)設(shè)置不合理等。解決問題后,根據(jù)情況決定是否重新開始試驗或?qū)υ囼灧桨高M(jìn)行調(diào)整。例如,若因傳感器故障導(dǎo)致溫濕度失控,更換傳感器并重新校準(zhǔn)后,需重新進(jìn)行試驗;若樣品出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞,可分析損壞原因,調(diào)整測試參數(shù)后再進(jìn)行試驗。
4 測試后處理
測試結(jié)束后,待試驗箱內(nèi)溫濕度恢復(fù)至常溫常濕狀態(tài)(一般為 25℃±2℃,50% RH±5% RH),打開箱門取出樣品。再次對樣品進(jìn)行全面檢查和性能測試,與測試前的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。例如,使用高精度測量儀器(如千分尺、三坐標(biāo)測量機(jī))測量樣品的尺寸變化,通過金相顯微鏡觀察樣品內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)變化,分析是否出現(xiàn)晶粒長大、組織結(jié)構(gòu)改變等情況。對于電子類樣品,使用專業(yè)測試設(shè)備(如萬用表、LCR 測試儀)測試其各項電氣性能,判斷是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
根據(jù)測試數(shù)據(jù),評估常平在不同溫濕度條件下的耐使用性能。若樣品在測試過程中性能變化較小,未出現(xiàn)明顯缺陷,且各項指標(biāo)仍滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計要求,則說明常平具有較好的耐使用性;若樣品出現(xiàn)嚴(yán)重性能下降、損壞或失效等情況,需深入分析原因,如材料選擇不當(dāng)、工藝缺陷等,為產(chǎn)品改進(jìn)提供依據(jù)。同時,整理測試過程中的數(shù)據(jù)和記錄,形成詳細(xì)的測試報告,報告內(nèi)容包括測試目的、測試樣品信息、測試設(shè)備及參數(shù)、測試過程記錄、測試結(jié)果分析等,為后續(xù)產(chǎn)品研發(fā)和質(zhì)量控制提供參考。在產(chǎn)品研發(fā)與質(zhì)量把控過程中,模擬真實環(huán)境對產(chǎn)品進(jìn)行測試是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。常平作為多種產(chǎn)品的關(guān)鍵部件或原材料,其在不同溫濕度條件下的耐使用性能直接關(guān)系到終端產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性。步入式恒溫恒濕試驗箱能夠精準(zhǔn)模擬多樣化的溫濕度環(huán)境,為測試常平耐使用性提供了高效且可靠的手段。通過在試驗箱內(nèi)設(shè)定不同的溫濕度組合,并持續(xù)一定時間,觀察常平在該環(huán)境下的性能變化,可提前發(fā)現(xiàn)潛在問題,優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)工藝,確保常平在實際使用場景中能夠穩(wěn)定發(fā)揮作用。

測試結(jié)果分析與應(yīng)用
5性能變化分析
通過對測試后常平樣品的性能測試數(shù)據(jù)與測試前數(shù)據(jù)對比,可清晰分析出其在不同溫濕度環(huán)境下的性能變化情況。例如,對于金屬材質(zhì)的常平,在高溫高濕環(huán)境下測試后,若其硬度下降明顯,可能是由于金屬發(fā)生了腐蝕,導(dǎo)致組織結(jié)構(gòu)改變,影響了力學(xué)性能。通過金相分析,觀察到金屬表面出現(xiàn)腐蝕坑,進(jìn)一步證實了腐蝕的發(fā)生。對于高分子材料制成的常平,如塑料,在低溫環(huán)境下測試后,拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率可能降低,表明材料變脆,這是因為低溫使高分子鏈段的活動性減弱,材料的柔韌性變差。
對于電子元器件類常平,電氣性能的變化是關(guān)鍵分析指標(biāo)。如電阻值在溫濕度變化后出現(xiàn)較大波動,可能是由于材料的電阻率受溫濕度影響發(fā)生改變,或者元器件內(nèi)部的連接部位出現(xiàn)松動、氧化等問題,影響了電流傳輸。通過對這些性能變化的深入分析,可找出影響常平耐使用性的關(guān)鍵因素,如溫度過高會加速高分子材料的老化,高濕度會加劇金屬的腐蝕等。
6 壽命預(yù)測
基于測試結(jié)果,結(jié)合數(shù)學(xué)模型和經(jīng)驗公式,可對常平在實際使用環(huán)境中的壽命進(jìn)行預(yù)測。常用的壽命預(yù)測模型有 Arrhenius 模型,該模型認(rèn)為材料的老化速率與溫度呈指數(shù)關(guān)系。通過在試驗箱內(nèi)不同溫度下的測試數(shù)據(jù),計算出常平老化反應(yīng)的活化能,進(jìn)而推算出在實際使用溫度下的老化速率,預(yù)測其使用壽命。例如,在試驗箱內(nèi)分別在 50℃、60℃、70℃溫度下對常平進(jìn)行測試,記錄其性能隨時間的變化數(shù)據(jù),利用 Arrhenius 公式擬合出溫度與老化速率的關(guān)系曲線。根據(jù)常平實際使用環(huán)境的平均溫度,代入曲線中,計算出在該溫度下的老化時間,從而預(yù)測其壽命。
此外,還可結(jié)合濕度對壽命的影響因素,建立考慮溫濕度綜合作用的壽命預(yù)測模型,如 Peck 模型。該模型引入濕度加速因子,綜合考慮溫度和濕度對材料老化的影響,使壽命預(yù)測更加準(zhǔn)確。通過大量的試驗數(shù)據(jù)積累和分析,不斷優(yōu)化模型參數(shù),提高壽命預(yù)測的準(zhǔn)確性,為產(chǎn)品設(shè)計和使用提供更可靠的依據(jù)。例如,根據(jù)預(yù)測結(jié)果,可確定常平的更換周期,提前進(jìn)行維護(hù)和更換,避免因常平失效導(dǎo)致終端產(chǎn)品出現(xiàn)故障。
7產(chǎn)品改進(jìn)與質(zhì)量控制
根據(jù)測試結(jié)果分析和壽命預(yù)測結(jié)論,可針對性地對常平產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)。若發(fā)現(xiàn)某種材料在特定溫濕度環(huán)境下容易出現(xiàn)性能問題,可尋找更合適的替代材料。例如,對于在高溫高濕環(huán)境下易腐蝕的金屬材料,可選用耐腐蝕性能更好的合金材料(如鈦合金、哈氏合金)或?qū)ΜF(xiàn)有材料進(jìn)行表面防護(hù)處理,如電鍍、涂覆耐腐蝕涂層等。在生產(chǎn)工藝方面,若測試發(fā)現(xiàn)由于加工精度不夠?qū)е鲁F皆跍貪穸茸兓瘯r出現(xiàn)尺寸不穩(wěn)定或連接部位松動等問題,可優(yōu)化加工工藝,提高加工精度和裝配質(zhì)量,如采用激光焊接代替?zhèn)鹘y(tǒng)焊接,提高連接強(qiáng)度。
在質(zhì)量控制方面,將步入式恒溫恒濕試驗箱測試納入產(chǎn)品質(zhì)量檢測體系,對每批次生產(chǎn)的常平進(jìn)行抽樣測試(抽樣比例一般為 1% - 5%)。根據(jù)測試結(jié)果,及時調(diào)整生產(chǎn)過程中的參數(shù)和工藝,確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性。同時,將測試數(shù)據(jù)作為產(chǎn)品質(zhì)量追溯的重要依據(jù),當(dāng)市場上出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題時,可通過對比測試數(shù)據(jù)