溫度應(yīng)力是什么?
溫度應(yīng)力:由于溫度變化,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生伸或縮,而當(dāng)伸縮受到限制時(shí),結(jié)構(gòu)或構(gòu)件內(nèi)部便產(chǎn)生應(yīng)力,稱為溫度應(yīng)力. 亦稱“熱應(yīng)力”。
環(huán)境應(yīng)力條件可以引起產(chǎn)品失效,Hughes航空公司(美國(guó))技術(shù)資料明確地表示了失效與環(huán)境應(yīng)力之關(guān)(見圖2)?梢娫诟鞣N應(yīng)力影響之中溫度和濕度環(huán)境應(yīng)力所引發(fā)地失效占所有環(huán)境應(yīng)力引發(fā)失效的60%左右,而溫度應(yīng)力與失效之間存在著密切的關(guān)系。
目前,在世界各地,無(wú)論從陸地到海洋或者從高空到宇宙空間,都廣泛地使用電子電工以及其他領(lǐng)域的產(chǎn)品。由于氣溫隨著高度的增加而降低或在冬季高緯度地區(qū),或者有些產(chǎn)品所在位置接近制冷元件、設(shè)備或系統(tǒng),或者有些產(chǎn)品本身就包括制冷元件、設(shè)備或系統(tǒng),從而產(chǎn)生低溫環(huán)境。低溫幾乎對(duì)所有的材料都會(huì)產(chǎn)生不同程度的有害影響,構(gòu)成產(chǎn)品的各種材料的物理性能、電性能等將發(fā)生變化,導(dǎo)致暫時(shí)性或永久性的性能下降,甚至引起失效。
同樣,低緯度熱帶地區(qū)的自然高溫、太陽(yáng)輻射的增溫、通風(fēng)不良引起的溫升以及散熱樣品在使用中自身發(fā)熱引起的溫升等產(chǎn)生的高溫,高溫會(huì)使電子組合可靠性下降,機(jī)械結(jié)構(gòu)的密封件、橡膠件和塑料件等受高溫和太陽(yáng)照射作用會(huì)迅速老化和劣化,其他各種材料的結(jié)構(gòu)、物理性能、電性能也會(huì)發(fā)生很大的變化,導(dǎo)致暫時(shí)或永久性的損傷和性能變化。
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另外,在產(chǎn)品貯存、運(yùn)輸、使用和安裝過(guò)程以及中,除自然氣候的變化以外,也會(huì)遇到因人類的社會(huì)實(shí)踐而誘發(fā)的環(huán)境溫度的變化。例如設(shè)備從溫度較高的室內(nèi)移到溫度相對(duì)較低的室外;或者從溫度相對(duì)較低的室外移到溫度較高的室內(nèi);或者在室外使用的設(shè)備在強(qiáng)烈的太陽(yáng)輻射之后突然降雨或浸到冷水;或者溫度的極度升高導(dǎo)致焊錫回流現(xiàn)象出現(xiàn),或者啟動(dòng)馬達(dá)時(shí)周圍器件的溫度急速升高,關(guān)閉馬達(dá)時(shí)周圍器件會(huì)出現(xiàn)溫度驟然下降;或者設(shè)備可能在溫度較低地環(huán)境中連接到電源上,導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生陡峭的溫度梯度,在溫度較低地環(huán)境中切斷電源可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生相反方向陡峭的溫度梯度;或者當(dāng)航空器起飛或者降落時(shí),航空器機(jī)載外部器材可能會(huì)出現(xiàn)溫度地急劇變化等等。由于急劇的溫度變化將使產(chǎn)品受到一定熱沖擊力,在這種熱沖擊力的作用下,將導(dǎo)致電子電工元件的涂覆層脫落、密封材料龜裂甚至破碎、填充材料泄漏等,從而引起電子元器件電性能下降;對(duì)于由不同材料構(gòu)成的產(chǎn)品,由于溫度變化時(shí)產(chǎn)品受熱不均勻,導(dǎo)致產(chǎn)品變形、開裂、破碎等。由于溫度變化產(chǎn)生較大的溫差,低溫時(shí)產(chǎn)品表面會(huì)產(chǎn)生凝露或結(jié)霜,高溫時(shí)蒸發(fā)或融化,如此高低溫反復(fù)作用的結(jié)果導(dǎo)致和加速了產(chǎn)品的腐蝕。