冷熱沖擊試驗箱的運行原理

簡要描述：冷熱沖擊試驗箱的運行原理用來測試材料結果或復合材料，在瞬間下經高溫及低溫的連續(xù)環(huán)境下所能忍受的程度，藉以在短時間內試驗其熱脹冷縮所引起的化學變化或物理傷害。

產品型號AP-CJ
廠商性質生產廠家
更新時間2026-02-09
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冷熱沖擊試驗機

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詳細介紹

品牌	愛佩科技/A-PKJ	價格區(qū)間	10萬-20萬
產地類別	國產	應用領域	環(huán)保,建材/家具,電子/電池,道路/軌道/船舶,汽車及零部件

冷熱沖擊試驗箱，又稱溫度沖擊試驗箱，是一種用于測試產品在快速溫度變化下的耐受性和可靠性的關鍵設備。雖然它與快速溫變試驗箱都涉及高低溫變化，但其核心原理、設計目標和運行方式有根本性的不同。快速溫變試驗箱追求的是線性的、可控速率的溫度變化，而冷熱沖擊試驗箱的核心在于實現溫度的“瞬間"轉換，以產生巨大的熱應力沖擊。

其運行原理并非依賴于單一的制冷或加熱系統(tǒng)對同一個空間進行升溫降溫，而是通過預置高溫和低溫兩個獨立的儲溫區(qū)（或稱預冷區(qū)、預熱區(qū)），通過機械方式將測試樣品在兩個區(qū)域之間快速切換，從而實現溫度的劇烈沖擊。

目前主流的冷熱沖擊試驗箱根據結構原理主要分為以下三種類型：

1. 兩箱式（提籃式）冷熱沖擊箱

這是和常見的類型，最能直觀體現其工作原理。

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核心結構：箱體內部被劃分為三個部分：高溫區(qū)、低溫區(qū)和測試區(qū)。高溫區(qū)和低溫區(qū)分別裝有獨立的加熱系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)，能夠持續(xù)維持一個恒定的溫度（如+150℃）和極低溫度（如-65℃）。測試區(qū)是樣品實際存放的空間，一個可以高速運動的提籃（或吊籃）裝置安裝于此。
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工作流程：

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初始狀態(tài)：提籃承載著測試樣品位于測試區(qū)（可初始設定在高溫區(qū)或低溫區(qū)）。
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高溫沖擊階段：當需要執(zhí)行高溫沖擊時，提籃在驅動裝置（如電機、氣缸）的帶動下，在數秒鐘內迅速從低溫區(qū)移動至高溫區(qū)。高溫區(qū)內強大的氣流循環(huán)系統(tǒng)（風機）立即將高溫空氣吹向樣品，使其表面溫度在極短時間內（通常3-5分鐘內）達到設定的高溫值并保持一段時間。
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低溫沖擊階段：當預設的高溫保持時間結束，提籃再次高速移動，將樣品從超過100℃的高溫環(huán)境瞬間投入零下幾十度的低溫區(qū)。低溫區(qū)的冷空氣同樣在風機作用下迅速包裹樣品，使其溫度急劇下降。
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循環(huán)往復：這個過程根據預設的循環(huán)次數，在高溫和低溫之間來回切換，每次轉換都形成一次劇烈的溫度沖擊。

2. 三箱式（靜態(tài)式）冷熱沖擊箱

這種類型箱體也分為高溫區(qū)、低溫區(qū)和測試區(qū)，但其獨特之處在于測試樣品是靜止不動的。

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核心結構：高溫區(qū)和低溫區(qū)位于測試區(qū)的兩側或上下。測試區(qū)與高、低溫區(qū)之間有絕熱隔熱門。
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工作流程：

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當進行高溫沖擊時，低溫區(qū)的隔熱門關閉，高溫區(qū)的隔熱門打開，同時高溫區(qū)的高溫氣流被風機吹入測試區(qū)，而測試區(qū)的空氣被排向高溫區(qū)，實現高溫環(huán)境對測試樣品的快速覆蓋。
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反之，進行低溫沖擊時，高溫區(qū)隔熱門關閉，低溫區(qū)隔熱門打開，低溫氣流涌入測試區(qū)。
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這種方式通過切換風道和氣流的來源，實現對靜止樣品的溫度沖擊。其優(yōu)點是機械運動部件少，可靠性高；缺點是溫度轉換時間通常比兩箱式稍慢。

3. 液體槽式冷熱沖擊箱

這是最嚴酷的沖擊方式，使用高溫液體（如硅油）和低溫液體（如酒精）作為傳熱介質。

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工作流程：樣品通過機械臂在兩個液槽之間切換。由于液體的熱傳導能力遠高于空氣，這種設備能實現快的溫度變化速率，常用于對元器件進行極其苛刻的可靠性篩選。但其應用范圍較窄，且需要對樣品進行清潔等后續(xù)處理。

共同的核心技術：

無論哪種類型，冷熱沖擊試驗箱都依賴于幾個關鍵技術：

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強大的蓄能能力：高、低溫儲溫區(qū)擁有足夠的熱容量和冷容量，確保在樣品投入后，箱內溫度能快速恢復，不會因樣品吸熱或放熱而產生顯著波動。
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快速切換機構：兩箱式的提籃運動或三箱式的風門開關，都必須極其迅速、可靠，以保證“沖擊"效果。
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精確的溫度控制：需要對高、低溫儲溫區(qū)進行高精度的恒溫控制，并為測試區(qū)提供高響應的溫度監(jiān)測。

總結而言，冷熱沖擊試驗箱的運行原理，其精髓在于“儲存能量，快速切換"。它通過預先建立并維持兩個的溫度場，然后通過機械或氣動方式，使測試樣品在這兩個環(huán)境之間進行暴露，從而在樣品內部誘發(fā)巨大的熱脹冷縮應力，用以加速暴露產品在材料、焊接、封裝等方面存在的潛在缺陷，這是評估產品可靠性的嚴酷考驗。

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