چرا بخاری های کارتریج استاندارد در آزمایش های شبیه سازی محیطی برودتی 80- درجه شکست می خورند
آزمایش شبیه‌سازی زیست‌محیطی یک روش اصلی برای تأیید صحت محصولات الکترونیکی هوافضا، انرژی‌های جدید و دقیق است، با این حال بسیاری از آزمایشگاه‌های آزمایشی در طول آزمایش‌های چرخه دمای فوق‌العاده-در -80 درجه با خرابی‌های مداوم اجزای گرمایشی مواجه می‌شوند. اکثر المنت های گرمایش استاندارد در دمای اتاق و شرایط ملایم دمای پایین بی عیب و نقص کار می کنند، اما پس از چرخه کرایوژنیک مکرر دچار تخریب سریع عملکرد، شکست عایق و آسیب دائمی می شوند. دلیل اصلی در عدم تطابق اساسی بین طراحی ساختاری بخاری کارتریج معمولی و شرایط کاری بسیار زیر صفر است، نه عملکرد نامناسب تجهیزات آزمایشی.
با توجه به داده‌های آزمایش صنعتی درازمدت-، بخاری کارتریجی معمولی از طراحی جهانی چگالی توان بالای 8 وات بر سانتی‌متر مربع برای سناریوهای گرمایش صنعتی معمولی استفاده می‌کند. چنین پیکربندی با چگالی بالا با نیازهای گرمایشی با دمای بالا مطابقت دارد، اما نمی‌تواند با محیط‌های دمای فوق‌العاده پایین‌تر از -60 درجه، به‌ویژه شرایط کاری شدید -80 درجه سازگار شود. در سناریوهای دمای بسیار پایین{14}، راندمان اتلاف گرمای محیط به طور تصاعدی افزایش می‌یابد و باعث عدم تعادل شدید دما در بخاری کارتریج تک سر می‌شود. یک بخاری کارتریجی با چگالی بیش از 7 وات بر سانتی‌متر مربع، در هر راه‌اندازی سرد، تنش حرارتی شدید ایجاد می‌کند. اختلاف دمای زیاد بین هسته سیم با مقاومت در برابر دمای بالا و غلاف فلزی منجمد باعث تغییر شکل مداوم پرکننده های عایق داخلی می شود که در نهایت منجر به ترک خوردگی لایه عایق و نشت الکتریکی می شود.
در مقابل، بخاری برقی حرفه‌ای با{0} دمای پایین استفاده از یک سر، چگالی توان سطح را به شدت در محدوده استاندارد 5-7 وات بر سانتی‌متر مربع کنترل می‌کند. این تراکم بخاری کارتریج مکانیزم تعادل حرارتی عالی را برای محیط های -80 درجه تشکیل می دهد. چگالی توان نسبتاً کاهش یافته سرعت گرمایش را به طور یکنواخت کند می کند، شوک حرارتی آنی را از بین می برد و انبساط و انقباض حرارتی همزمان سیم مقاومت، لایه عایق اکسید منیزیم و غلاف فلزی را تضمین می کند. این تعادل ساختاری اساساً از آسیب‌های ساختاری داخلی ناشی از اختلاف دما جلوگیری می‌کند و پایداری چرخه اجزای گرمایشی در آزمایش‌های برودتی را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد.
فراتر از پارامترهای چگالی، سازگاری مواد عایق یکی دیگر از عوامل اصلی خرابی بخاری کارتریج استاندارد در محیط‌های با دمای بسیار پایین{0}}است. پرکننده های معمولی اکسید منیزیم حاوی ناخالصی های کمیاب و ساختارهای مولکولی سست هستند. تحت انجماد طولانی مدت -80 درجه پایین-درجه حرارت، مواد به طور قابل توجهی منقبض می‌شوند و حفره‌های کوچکی در داخل بخاری ایجاد می‌کنند. در طول چرخه های افزایش و کاهش دما تجهیزات تست، رطوبت خارجی و یخ زدگی به داخل این حفره ها نفوذ می کند و باعث کاهش مداوم مقاومت عایق می شود. بخاری کارتریجی درجه یک{9}}برودتی حرفه‌ای از اکسید منیزیم اصلاح‌شده با خلوص بالا با فشردگی بالا استفاده می‌کند که ساختار مولکولی پایدار و انقباض صفر را در ۸۰- درجه حفظ می‌کند و عملکرد عایق را برای همیشه قفل می‌کند.
چقرمگی {0}درجه حرارت پایین مواد غلاف نیز به راحتی در محصولات استاندارد نادیده گرفته می شود. غلاف‌های فولادی معمولی در محیط‌های سرد بسیار شکننده می‌شوند و چرخه حرارتی مکرر باعث ایجاد ترک‌های خستگی ریز در سطح غلاف می‌شود که بر سفتی کلی ساختار تأثیر می‌گذارد. بخاری کارتریج اختصاصی فوق{3}}در دمای پایین مجهز به غلاف فولادی ضد زنگ 316 لیتری یا آلیاژ Incoloy است که شکل‌پذیری عالی و پایداری ساختاری را در -80 درجه حفظ می‌کند و در برابر شکنندگی در دمای پایین و خستگی مکانیکی مقاومت می‌کند.
آزمایش شبیه‌سازی محیطی برودتی نیازمند عملکرد گرمایش پایدار و پایدار طولانی مدت بدون تعویض مکرر قطعات و وقفه آزمایشی است. فقط بخاری کارتریجی تکی-با تراکم استاندارد 5-7 وات بر سانتی‌متر مربع، مواد عایق اصلاح‌شده برودتی-و ساختارهای آلیاژی مقاوم در برابر دمای پایین می‌تواند با آزمایش‌های چرخه مداوم -80 درجه سازگار شود. تجهیزات تست مختلف دارای فرکانس‌های چرخه، رطوبت داخلی و شرایط اتلاف گرما هستند که به راه‌حل‌های گرمایش سفارشی حرفه‌ای برای مطابقت با استانداردهای آزمایش دقیق نیاز دارند.
