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10度法則-一般產品的壽命和溫度的相關性

閱讀:20951      發布時間:2016-12-10
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一般電子產品里都有電容器,所以,電容器的壽命也就是一般電子產品壽命的zui低要求,那么,我們在高低溫試驗箱、高溫老化房作高低溫試驗、老化試驗過程中溫度的影響就可以以電容器耐溫程度為主。

 

那么,如何簡單的判斷一般產品壽命(電容器壽命)與溫度的關系呢?這里有一個基本的簡單原則:10度法則

 

溫度是環境應力中zui通常的參數,通過高低溫試驗箱、冷熱沖擊試驗箱/溫度沖擊試驗箱、恒溫恒濕試驗箱等試驗設備得以實現。材料、產品或者元器件在試驗箱中通過電熱管加熱產生溫升,或者高溫(比如70℃,甚至150℃等),或者通過壓縮機制冷降溫,或者產生低溫(比如-40℃,抑或-70℃)從而導致材料本身受到溫度變化而產生物化性質的變化。溫度變化對產品的影響簡單歸納為以下四點影響:

1、材料間熱應力不同造成的開裂;
2、膨脹、收縮、變型是主要應力;
3、電參數的變化;
4、溫度變化產生的冷凝。

 

特別在溫度沖擊(驟冷驟熱)情況下,材料受溫度變化的影響更大。

 

熱力學中有個zui重要的公式——阿累尼烏斯方程,它是用來描述化學物質反應速率隨溫度變化關系的經驗公式。阿累尼烏斯(Arrhenius)方程可以用來計算電容壽命,電容工作每下降10度,其壽命增加一倍,反過來也就是電容溫度升高10度,電容壽命減小一倍,公式如下:

1、Lo:為電容在zui大溫度時的壽命。

2、Lop:為電容工作壽命,即設計壽命。

3、Th:為電容的實際工作時候的溫度,即電容中心點溫度。

4、Tmax:為電容的zui大工作溫度,在電容的說明書上一般會有電容的zui大溫度值。

 

舉例來說,我們知道,一般作高低溫試驗箱高低溫試驗、高溫老化房高溫老化試驗,都有一個溫度范圍,現在我們假設工作溫度-40~+105℃,在105℃的工作環境下壽命是5000Hr。工作環境的溫度每降低10℃,壽命增加1倍,在95℃時,就能為10000Hr,溫度每升高10度壽命就縮短一半,在115℃時,只有4000Hr。

通過對這個方程簡單的舉例運算,結合10度法則,我們就可以簡單判斷一般產品的在什么溫度下的壽命。當然,這只是估算,具體問題因為產品的物化組成不同還得具體分析。

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