MIL-STD – 810G-Method 503.5

Termal şok testi numunenin ani sıcaklık değişimlerine karşı dayanımını belirlemek amacı ile uygulanmaktadır. Fiziksel hasar veya bozulma olmadan ani sıcaklık değişimi ile dayanım testi yapılmaktadır.
Ani sıcaklık değişimi dakikada 10°C’den (18°F) büyük sıcaklık değişimleri ile tanımlanmıştır. Numunenin düşük sıcaklıklarda ve ani yükselmelerde bir dakikalık sıcaklık geçişlerine maruz kalması sonucu aynı performansta çalışması beklenmektedir.
Yüksek sıcaklık testinde MIL-STD-810G-501.5 ve Düşük sıcaklık testinde MIL-STD-810G-502.5 metotları üzerinden performans özelliklerinin değerlendirilmesi ve değiştirilmesi ön görülür.

Hızlı sıcaklık geçişleri sonucu numunelerde;
a)Fiziksel Sorunlar
-Cam yapılar ve optik malzemelerde kırılma
-Hareketli parçaların bağlantı gevşemeleri
-Yapı çatlaması
-Farklı malzemelerin farklı genleşme katsayıları olması sebebi ile indüklenen gerinim olayları
-Bileşenlerde deformasyon veya kırılma
-Kaplamalarda çatlama
-Sızdırma problemleri
-Yalıtım problemleri
b)Kimyasal Sorunlar
-Bileşenlerde ayrılma
-Kimyasal maddeler ile sağlanan koruma başarısızlığı
c)Elektriksel Sorunlar
-Elektrik ve elektronik bileşenlerdeki değişiklikler
-Hızlı su veya don oluşumundan kaynaklanan elektronik veya mekanik arızalar
-Aşırı statik elektrik olarak termal şoka maruz kalmanın yol açabileceği ana sorunlar olarak sıralanmıştır.

MIL-STD-810G/H Metot 503 altında tanımlanan Termal Şok Testi (Thermal Shock Test), bir ürünün veya sistemin çok kısa bir süre içinde (genellikle saniyeler mertebesinde) aşırı yüksek ve aşırı düşük sıcaklıklar arasında geçiş yapması durumunda oluşan ani ısıl gerilimlere karşı direncini ölçmek için uygulanır.

Testin Yapılış Amacı

Termal Şok Testinin temel amacı, malzemelerin ve cihazların ani sıcaklık değişimlerine maruz kaldığında yapısal bütünlüklerini, mekanik toleranslarını ve elektriksel performanslarını koruyup koruyamadığını doğrulamaktır. Bu test, kademeli sıcaklık değişimlerinin (Metot 501 ve 502) ötesinde, malzemeyi anlık termal gerilmelere maruz bırakarak olası gizli üretim ve malzeme hatalarını hızlıca ortaya çıkarmayı hedefler.

Ani Sıcaklık Değişimlerinin (Isıl Şokun) Malzemeler Üzerindeki Olumsuz Etkileri

Farklı genleşme katsayılarına sahip malzemelerin bir arada kullanıldığı ürünlerde, termal şok şu kritik hasarlara yol açar:

• Yapısal Çatlama ve Kırılma: Cam, seramik ve sert plastik gibi gevrek malzemelerin ani büzülme veya genleşme nedeniyle çatlaması veya kırılması.
• Bağlantı ve Lehim Hataları: Elektronik devre kartlarındaki (PCB) mikro lehimlerin, entegre bağlantılarının ve konnektörlerin ısıl gerilimle kopması veya temassızlık yapması.
• Sızdırmazlık Kayıpları: Conta, o-ring ve yapıştırıcıların esnekliğini anlık yitirmesi sonucu cihazın su, hava veya yağ sızdırmazlık özelliğini kaybetmesi.
• Optik ve Mekanik Bozulmalar: Lenslerin veya optik camların çatlaması, mekanik parçaların (dişliler, miller) tolerans dışı genleşerek sıkışması veya kilitlenmesi.

MIL-STD-810G/H Metot 503 Prosedürleri (Yöntemleri)

MIL-STD-810 standardı, ürünün sahada karşılaşacağı döngü sayısına ve sıcaklık profiline göre 4 farklı test varyasyonu sunar. Testler genellikle Hava-Hava (Air-to-Air) transferi şeklinde gerçekleştirilir:

Prosedür I-A – Tek Yönlü Şok (Şok Sayısı Sabit)

• Senaryo: Ürünün yaşam döngüsü boyunca sadece bir kez veya çok nadiren ani sıcaklık değişimine maruz kalması durumudur.
• Uygulanışı: Ürün bir sıcaklık ekstreminde doygunluğa ulaştıktan sonra, hızlıca diğer ekstrem sıcaklığa transfer edilir ve test sonlandırılır.

Prosedür I-B – Çoklu Döngü Şoku (Single-Cycle Alternating)

• Senaryo: Ürünün bir göreve giderken ve dönerken (örneğin uçak kalkış ve inişi) sıcak-soğuk döngüsünü tam bir tur yaşaması durumudur.
• Uygulanışı: Ürün sıcak odadan soğuk odaya, ardından tekrar soğuk odadan sıcak odaya transfer edilerek 1 tam döngü (çevrim) tamamlanır.

Prosedür I-C – Çoklu Şok Döngüleri (Multi-Cycle Alternating)

• Senaryo: Ürünün sahada sürekli olarak ani sıcaklık değişimlerine maruz kalacağı senaryolardır.
• Uygulanışı: Standardın en sık kullanılan yöntemidir. Ürün, sıcak ve soğuk odalar arasında en az 3 veya daha fazla döngü (genellikle askeri projelerde 3-5 döngü istenir) boyunca durmaksızın transfer edilir.

Prosedür I-D – Kontrollü Hızlı Sıcaklık Değişimi (Sıcaklık Değişim Hızı Belirlenmiş Şok)

• Senaryo: Şokun anlık değil, ancak standart iklimlendirme hızlarından çok daha hızlı (örneğin dakikada 20°C – 30°C düşüş/artış) gerçekleştiği durumlar.
• Uygulanışı: Genellikle tek odalı, çok güçlü kompresörlere ve ısıtıcılara sahip özel kabinlerde rampalama yöntemiyle yapılır.

Testin Uygulanış Aşamaları ve Kriterler

Laboratuvarımızda termal şok testleri, asansörlü veya çok odalı (Multi-Zone) özel Termal Şok Kabinlerinde şu kriterlere göre yürütülür:

1. Hızlı Transfer Süresi: Standart gereği, ürünün sıcak odadan soğuk odaya (veya tersi) transfer edilme süresi 1 dakika veya daha kısa (ideal olarak < 10 saniye) olmalıdır.
2. Sıcaklıkta Bekleme (Soak Time): Ürün, yerleştirildiği odada (örneğin +85°C veya -40°C’de) tüm iç bileşenleri o sıcaklığa erişene kadar (termal doygunluk) bekletilir (genellikle en az 1-2 saat).
3. Döngülerin Tamamlanması: Belirlenen Prosedür doğrultusunda asansör sistemi ürünü odalar arasında taşır.
4. Son Muayene ve Performans Testi: Test bitiminde oda sıcaklığına getirilen ürünün fiziksel bütünlüğü incelenir, ardından elektriksel ve fonksiyonel testleri yapılarak raporlanır.

Testin Yapıldığı Diğer Uluslararası Standartlar

Laboratuvarımızda MIL-STD-810 Metot 503’ün yanı sıra, endüstriyel ve havacılık sektörlerine yönelik şu standartlarda da termal şok testleri başarıyla uygulanmaktadır:

• RTCA DO-160G (Bölüm 5 – Temperature Variation): Hava araçlarında ani irtifa ve sıcaklık değişimlerine maruz kalan aviyonik ekipmanlar için.
• IEC 60068-2-14 (Test Na/Nb/Nc): Ticari elektronik ve endüstriyel ürünler için ani sıcaklık değişimi standartları.
• JESD22-A104: Mikroelektronik ve yarı iletken (çip/entegre) bileşenler için komponent seviyesi termal döngü testleri.