什么是温度冲击？

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聊工业制造，总绕不开一个词：“温度冲击”，听起来挺专业，其实说起来很简单，就是材料或零部件通过频繁的冷热交替，反复测试，以评估其抗热疲劳性能及耐久性。

别看好像非常简单，但实际能暴露出不少大问题。

举个简单例子，冬天车玻璃上冻了，有人图省事儿，一盆热水浇上去，玻璃直接炸裂——这就是最典型的温度冲击，专业点讲叫“热应力破裂”。

因为玻璃外层热胀冷缩反应快，玻璃里层反应慢，内外的膨胀度不同步，内部张力大，玻璃较脆，会直接崩裂开。

而在工业制造领域，这个问题就不止是玻璃碎了这么简单。

以航空发动机举例，叶片上有涂层，涂层和基体材料膨胀系数不一样，冷热一变，遇到强风，涂层可能直接掉下来。这类问题非常严重，因为发动机材料裸露，导致飞行过程中会有很大的安全风险，使用寿命也会受到直接影响。

芯片行业也是一样的道理，芯片工作环境很考验可靠性。焊点和封装材料每天要经历几十次温度变化，时间一长就容易出问题——封装胶会开裂，焊点可能断开，严重的整个芯片就废了。特别是汽车电子和5G设备这种地方，芯片工作环境更恶劣，焊点又特别细小。一旦出问题不是小修小补能解决的，很可能整台设备直接瘫痪。

这种冷热反复变化带来的影响可以大致分几种情况：

● 第一种，最常见的就是表面开裂、脱落，比如复合材料涂层和陶瓷表面，冷热频繁变化，材料界面承受不住应力，就开裂或者脱落。

● 第二种，电子元件的内部损坏，比如焊点裂开、芯片封装剥离、BGA球开裂，这些问题微观上看都是热胀冷缩不均匀导致的。

● 第三种，就是金属疲劳和脆化，这个主要见于航空发动机叶片这些金属零部件，冷热交替多了，微观结构都变脆了，最终直接疲劳开裂。

面对这些问题，行业里有专门的测试，比如国际上的IEC 60068，中国的GB/T 2423，还有美国军用的MIL-STD-883，方法都是把材料或零部件放进冷热冲击箱的设备里，反复冷热交替，直到材料或零部件出问题，看看哪儿最容易裂，然后再去改进。

未来应该怎么解决这个问题呢？只能靠材料。

现在工业领域在研发新材料，比如更耐热的陶瓷、纳米复合材料、柔性封装材料这些东西。材料强了，设备自然性能就强。

总之，温度冲击这个问题虽然看着专业，但道理其实简单粗暴，就是看设备或者材料能不能耐受冷热交替。能适应的材料就保留下来，不适应的就被淘汰了，工业领域以结果为先，冷酷却有效。

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文字丨黄工

审核丨小田