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Ciclo Térmico VS Teste de Choque Térmico：
Qual é a diferença
A primeira vez que as pessoas viram uma placa de circuito passar por um teste de temperatura, ficaram surpresas com a rapidez com que as coisas podem falhar. Um minuto parecia tudo bem, no minuto seguinte um traço no canto havia se soltado. Essa é a realidade do estresse térmico.
Não importa se você fabrica hardware aeroespacial ou sensores automotivos simples, cada peça experimenta calor e frio de maneiras difíceis de prever. Para determinar quais designs podem sobreviver, normalmente confiamos em dois métodos que soam semelhantes, mas não são iguais. Estes são o ciclo térmico e o teste de choque térmico.
No papel podem parecer iguais, mas uma vez que você executa ambos, percebe quão diferente cada um empurra um material até seus limites.
O que é teste de ciclo térmico
O ciclo térmico trata de repetição e estresse lento. Você coloca a amostra em uma câmara, define dois limites de temperatura e deixa a câmara se mover entre eles em uma rampa controlada.
Por exemplo, frequentemente fazemos os módulos passarem de menos quarenta a mais cento e vinte, ida e volta, às vezes centenas de vezes. A taxa pode ser de alguns graus por minuto. Nada dramático acontece em um único ciclo, mas a expansão e contração repetidas se acumulam.
O que você aprende com este teste não são rachaduras dramáticas, mas desgaste gradual. As juntas de solda começam a parecer opacas e mostram microtrincas sob um microscópio. As vedações de polímero perdem elasticidade. As juntas parafusadas afrouxam-se ligeiramente após muitos ciclos.
É o tipo de estresse que você vê quando uma peça de carro fica ao ar livre durante verões e invernos, não o tipo de quebra instantânea que ocorreria em um choque de laboratório.
O que é teste de choque térmico
O choque térmico é diferente. Em vez de uma rampa lenta, a amostra vai de um extremo ao outro em segundos. Em nosso produto usamos um sistema de câmara dupla. Um lado aquece, às vezes até duzentos graus. O outro lado está a menos sessenta. Uma cesta transfere a amostra entre eles. Em menos de um minuto, a superfície da peça passou por um salto de temperatura de mais de duzentos graus.
Os resultados são óbvios mesmo sem ampliação. Plásticos frágeis mostram rachaduras imediatamente. Placas de circuito multicamadas podem delaminar entre camadas. Alguns revestimentos de vidro descascam assim que a peça sai da câmara fria. Não se trata de fadiga ao longo do tempo. Trata-se de saber se o projeto pode suportar uma surpresa extrema e permanecer intacto.
Qual é a diferença entre teste de ciclos térmicos e teste de choque térmico
Taxa de mudança
A principal diferença começa com a rapidez com que a temperatura muda. No ciclo térmico, a taxa é medida em graus por minuto, muitas vezes sob controle de perfis programáveis.
No choque térmico, a taxa é quase instantânea, com diferenças de cem graus ou mais aplicadas em segundos. Um é um treinamento constante, o outro é um impacto súbito.
Princípio
O ciclo térmico baseia-se na deformação acumulada. A expansão e contração ao longo de muitas repetições transformam pequenas fissuras em grandes falhas. O choque térmico atua na incompatibilidade da expansão térmica, forçando camadas e juntas a se separarem antes que possam se ajustar. A física dos dois se sobrepõe, mas o mecanismo de dano não é o mesmo.
Tipo de tensão
As tensões do ciclo térmico se acumulam em juntas, adesivos e conexões de solda devido à expansão repetida. A pressão é mecânica e se acumula lentamente. As tensões do choque térmico são imediatas e criam gradientes acentuados em uma única peça. Isso gera forças de tração e compressão ao mesmo tempo, às vezes em diferentes camadas da mesma placa ou revestimento.
Equipamento de teste
Uma câmara de ciclo térmico geralmente possui um espaço com aquecedores e serpentinas de refrigeração que aumentam e diminuem a temperatura em velocidades controladas.
Um sistema de choque térmico possui duas ou três câmaras, quente e fria, às vezes com uma cesta de transferência que move rapidamente o produto.
Outros usam fluxo de ar de comutação rápida para expor as peças a temperaturas extremas. Qualquer pessoa que tenha ficado ao lado dessas máquinas pode ouvir o compressor ligar e sentir a corrente de ar quando as portas se fecham.
Modos de falha
O ciclo térmico tende a criar fissuras por fadiga, vazamentos graduais de vedação, deformações e deriva de resistência em componentes eletrônicos. O choque térmico tende a criar fissuras súbitas, vias quebradas em placas de circuito, vidro estilhaçado e delaminação de filmes protetores.
Ao revisar os resultados dos testes, é importante corresponder o padrão de falha ao tipo de estresse para saber se a peça falhará lentamente em serviço ou repentinamente em um evento extremo.
Propósitos de teste
O ciclo térmico é um teste de longo prazo. Quando ciclamos uma placa ou módulo entre limites de quente e frio, estamos verificando se ele pode sobreviver a anos de uso diário.
Pequenas fissuras na solda, vazamentos lentos em torno de selos ou tensões que penetram em polímeros geralmente aparecem após dezenas ou centenas de ciclos. O teste é projetado para imitar o desgaste das peças em um controlador montado no telhado no verão e no inverno, ou dentro de um compartimento de motor que aquece e esfria toda vez que o carro é dirigido.
O teste de choque térmico não se preocupa muito com envelhecimento lento. Ele serve para verificar o que acontece quando a peça enfrenta um choque de temperatura súbito.
Imagine uma placa de fibra de vidro retirada diretamente de uma câmara a 200 graus e mergulhada em -60. Se a peça vai rachar, delaminar ou soltar um revestimento, isso acontece nesse momento. É por isso que os testes de choque são tão frequentes em projetos aeroespaciais, hardware de defesa ou eletrônicos resfriados com nitrogênio líquido.
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Conclusão
Ciclagem mostra como um design lida com anos de uso constante. O choque mostra se ele pode suportar um impacto brutal no primeiro dia. Escolher o teste certo depende do ambiente que seu produto enfrentará. Se ele permanecer ao ar livre durante as estações, a ciclagem térmica fornece a imagem correta. Se enfrentar lançamentos de foguetes ou armazenamento criogênico, o choque térmico é a aposta mais segura.
Testes rigorosos de desempenho de materiais e componentes exigem câmaras de ciclagem térmica e câmaras de choque térmico confiáveis. A LNEYA recomenda nossa série de câmaras de teste de alta precisão, fornecendo testes personalizados, seguros e precisos.
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