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濕熱，循環(huán)試驗(yàn)檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-23 21:58:21 更新時(shí)間：2025-07-22 21:58:21

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

濕熱循環(huán)試驗(yàn)檢測(cè)

濕熱循環(huán)試驗(yàn)是一種重要的環(huán)境可靠性測(cè)試方法，主要用于評(píng)估產(chǎn)品或材料在溫度、濕度周期性變化的嚴(yán)苛環(huán)境下的適應(yīng)性和耐久性。該試驗(yàn)?zāi)M自然界或特定使用環(huán)境中常見的濕熱交替條件（如晝夜溫差、季節(jié)性變化、海洋環(huán)境或密閉空間冷凝），考察產(chǎn)品在經(jīng)歷反復(fù)的溫度升降和濕度飽和/干燥循環(huán)后，其物理、化學(xué)性能及電氣特性的變化情況。這類試驗(yàn)對(duì)于暴露在戶外或溫濕度變化劇烈環(huán)境中的產(chǎn)品（如電子元器件、汽車零部件、航空航天設(shè)備、材料涂層、包裝材料、軍工產(chǎn)品等）至關(guān)重要，有助于提前發(fā)現(xiàn)潛在的材料劣化、腐蝕、形變、電氣性能下降等問題，從而優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、提升質(zhì)量、保障安全性和延長使用壽命。

主要檢測(cè)項(xiàng)目

濕熱循環(huán)試驗(yàn)通常關(guān)注以下關(guān)鍵性能指標(biāo)的變化：

外觀變化： 檢查產(chǎn)品表面是否有起泡、開裂、剝落、變色、銹蝕、霉變等現(xiàn)象。
尺寸穩(wěn)定性： 測(cè)量產(chǎn)品在試驗(yàn)前后的尺寸變化，評(píng)估其膨脹、收縮或變形程度。
機(jī)械性能： 測(cè)試材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊韌性、硬度等力學(xué)性能的變化。
電氣性能： 尤其針對(duì)電子電工產(chǎn)品，檢測(cè)其絕緣電阻、介電強(qiáng)度、接觸電阻、導(dǎo)電性能的變化，評(píng)估是否存在短路、斷路或性能漂移風(fēng)險(xiǎn)。
密封性能： 評(píng)估密封件（如O型圈、密封膠）在濕熱交變后是否失效，內(nèi)部是否滲入濕氣或產(chǎn)生凝露。
材料相容性： 觀察不同材料在濕熱環(huán)境下是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（如腐蝕）、界面分離或性能相互干擾。
功能可靠性： 試驗(yàn)后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行功能性測(cè)試，確保其仍能正常工作。

關(guān)鍵檢測(cè)儀器

濕熱循環(huán)試驗(yàn)的核心設(shè)備是精密的環(huán)境試驗(yàn)箱，具體指：

可程式恒溫恒濕試驗(yàn)箱 (Temperature Humidity Chamber)： 這是執(zhí)行濕熱循環(huán)試驗(yàn)的核心設(shè)備。它需具備精確控制溫度（范圍通常覆蓋-70°C ~ +150°C或更寬）和相對(duì)濕度（范圍通常為20% RH ~ 98% RH）的能力，并能按照預(yù)設(shè)的曲線（如矩形波、鋸齒波）進(jìn)行快速、平穩(wěn)的溫度和濕度變換。先進(jìn)的設(shè)備通常配備觸摸屏控制器，可以編程復(fù)雜的循環(huán)剖面。
輔助設(shè)備：
- 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)： 用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄箱內(nèi)溫濕度以及放置在試品上的傳感器（如熱電偶、濕度傳感器）數(shù)據(jù)。
- 性能測(cè)試設(shè)備： 根據(jù)具體的檢測(cè)項(xiàng)目，可能需要在試驗(yàn)過程中或試驗(yàn)后使用相應(yīng)的測(cè)試設(shè)備，如絕緣電阻測(cè)試儀、萬用表、拉力試驗(yàn)機(jī)、顯微鏡、鹽霧試驗(yàn)箱（用于后續(xù)腐蝕評(píng)價(jià)）等。

常用檢測(cè)方法

濕熱循環(huán)試驗(yàn)的具體方法主要由選定的標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品的特定要求決定，但通常遵循以下核心流程和模式：

試樣準(zhǔn)備： 選擇代表性樣品，清潔并記錄初始狀態(tài)（外觀、尺寸、性能參數(shù)）。
試驗(yàn)條件設(shè)定： 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范要求，在試驗(yàn)箱控制器上設(shè)置溫度上限、溫度下限、相對(duì)濕度上限（通常在高溫段設(shè)定）、每個(gè)溫濕度階段的保持時(shí)間（Dwell Time）、溫度升降速率（Ramp Rate）以及循環(huán)次數(shù)（Number of Cycles）。
典型循環(huán)模式：
- 恒定濕熱： 在固定溫度和固定高濕度下持續(xù)進(jìn)行（雖非嚴(yán)格循環(huán)，但有時(shí)作為基礎(chǔ)參照）。
- 交變濕熱（溫濕度循環(huán)）： 最常見模式。一個(gè)典型循環(huán)可能包括：從室溫快速升溫至高溫度（如55°C/60°C/85°C）并保持一段時(shí)間（使樣品溫度穩(wěn)定），同時(shí)將濕度升至目標(biāo)值（如85%RH/93%RH/95%RH）并保持；然后快速降溫至低溫度（如-10°C/-25°C/-40°C）并保持（此階段濕度通常無法控制或自然降低）；最后再升溫回到高溫高濕階段，如此反復(fù)循環(huán)。
- 冷凝模式： 一種更嚴(yán)酷的測(cè)試，在低溫階段結(jié)束后，以非?？斓纳郎厮俾剩ㄈ?>3°C/min）升至高溫高濕階段，從而在樣品表面產(chǎn)生大量凝露。
中間檢測(cè) (Intermittent Measurements)： 對(duì)于長周期試驗(yàn)，可能需要在指定循環(huán)次數(shù)后取出樣品，在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下恢復(fù)（Recovery Period）后，進(jìn)行外觀檢查和特定性能的快速測(cè)量。
最終檢測(cè)： 完成規(guī)定的循環(huán)次數(shù)后，樣品在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件（如23±2°C, 50±5% RH）下恢復(fù)規(guī)定時(shí)間（通常24或48小時(shí)），然后進(jìn)行全面、詳細(xì)的檢測(cè)和性能測(cè)試，并與初始狀態(tài)對(duì)比。

主要檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

濕熱循環(huán)試驗(yàn)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)繁多，不同行業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域有不同的側(cè)重。以下是一些廣泛采用或具有代表性的標(biāo)準(zhǔn)：

基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)：
- IEC 60068-2-30: Environmental testing – Part 2-30: Tests – Test Db: Damp heat, cyclic (12h + 12h cycle). (國際電工委員會(huì)，交變濕熱試驗(yàn)的經(jīng)典標(biāo)準(zhǔn))
- IEC 60068-2-38: Environmental testing – Part 2-38: Tests – Test Z/AD: Composite temperature/humidity cyclic test. (更復(fù)雜的組合循環(huán))
- GB/T 2423.4: 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Db：交變濕熱(12h+12h循環(huán)) (中國國家標(biāo)準(zhǔn)，等同采用IEC 60068-2-30)
- GB/T 2423.34: 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Z/AD：溫度/濕度組合循環(huán)試驗(yàn) (中國國家標(biāo)準(zhǔn)，等同采用IEC 60068-2-38)
行業(yè)專用標(biāo)準(zhǔn)：
- 汽車電子： ISO 16750-4 (道路車輛電氣和電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn) 第4部分：氣候負(fù)荷)， AEC-Q100 (汽車電子委員會(huì)可靠性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，包含相關(guān)測(cè)試)。
- 航空航天： RTCA DO-160 (機(jī)載設(shè)備環(huán)境條件和試驗(yàn)程序), MIL-STD-810 (美軍標(biāo)環(huán)境工程考慮和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn))。
- 消費(fèi)電子/通信： Telcordia GR-63-CORE (NEBS 物理環(huán)境保護(hù)要求)， JESD22-A101 (穩(wěn)態(tài)溫濕度偏壓壽命試驗(yàn))， JESD22-A110 (高加速溫濕度應(yīng)力試驗(yàn)HAST)。
- 材料/涂層： ASTM D2247 (涂層在100%相對(duì)濕度下的耐水性測(cè)試 - 常用作恒定濕熱參考)， ISO 6270 (色漆和清漆耐濕性的測(cè)定)。

在選擇和執(zhí)行濕熱循環(huán)試驗(yàn)時(shí)，必須嚴(yán)格遵循所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（包括溫濕度范圍、保持時(shí)間、循環(huán)次數(shù)、轉(zhuǎn)換速率、恢復(fù)條件、檢測(cè)項(xiàng)目和方法等），因?yàn)榧?xì)微的差異都可能導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果的顯著不同。該試驗(yàn)是評(píng)估產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性和可靠性的重要環(huán)節(jié)。