chambre à choc thermique

Une chambre à choc thermique est un appareil utilisé pour évaluer les effets des changements de température sur les produits et autres matériaux.

Elle est équipée d’une fonction permettant d’exposer de manière répétée l’éprouvette à évaluer à des environnements à haute et basse température. Elle sert à évaluer la manière dont l’éprouvette est affectée par des cycles de température arbitraires répétés.

Les différents matériaux utilisés dans l’éprouvette se dilatent et se contractent sous l’effet des changements de température. Des contraintes sont par la suite générées dans les zones où les différents matériaux entrent en contact les uns avec les autres en raison des différences de coefficient de dilatation thermique linéaire (une valeur numérique exprimant la relation entre le changement de température et le changement de volume, désignée par le sigle CTE).

Lorsque des cycles de températures élevées et basses sont répétés, des contraintes sont générées, accumulées et fatiguées dans différentes parties du matériau. Cela a pour effet d’entraîner des fissures, des décollements et des ruptures. En testant ce phénomène, il est possible d’évaluer la fiabilité d’un échantillon en termes de résistance et de solidité aux changements de température.

Les chambres à choc thermique sont utilisées pour tester la façon dont la contrainte est générée dans un échantillon lorsqu’il est soumis à des changements de température, et le type de dommages qui en résultent.

Utilisations des chambres à choc thermique

Les chambres à choc thermique sont principalement utilisées pour évaluer la fiabilité des produits. Par exemple, dans le domaine des matériaux électroniques, lorsque les substrats électroniques sont expédiés sur le marché. Ils sont évalués pour détecter les défauts causés par des fissures et des craquelures dans les circuits laminés ainsi que les zones de soudure.

Elles servent également à effectuer des tests accélérés afin d’évaluer la carte dans des environnements à température élevée et de prédire sa durée de vie. D’autres utilisations comprennent l’évaluation de la fiabilité des changements de température causés par le changement de matériaux, la vérification des changements d’état causés par les différences de taux de dilatation et de contraction des zones de contact de différents matériaux, et la vérification des déformations et des fissures causées par la déformation thermique.

Principe de la chambre à choc thermique

La chambre à choc thermique crée un environnement à basse ou haute température en utilisant un milieu (gaz ou liquide) qui correspond à l’environnement de température dans la zone d’essai. L’environnement de température défini est régulé par la température, le volume, la vitesse et la direction du fluide.

La modification de l’environnement de température dans la zone d’essai au moyen du fluide réduit l’influence des vibrations et du contact sur les résultats de l’évaluation, puisqu’il n’est pas nécessaire de déplacer l’objet de l’essai. Il est donc possible d’effectuer des évaluations précises de la fiabilité qui ne sont affectées que par l’environnement thermique.

La gamme des températures réglables s’étend généralement de -80°C à +300°C environ, ce qui permet d’effectuer les essais dans un environnement thermique adapté à l’objectif visé.

Comment choisir une chambre à choc thermique ?

Le prix des chambres à choc thermique varie en fonction de la plage de température et de la taille de l’échantillon à évaluer. En particulier, les équipements de grande taille et dotés de spécifications de pointe ont tendance à être plus chers.

La taille de l’échantillon à évaluer détermine également la taille de la zone d’essai requise. Plus l’appareil est grand, plus son prix est élevé et plus le temps nécessaire pour modifier l’environnement thermique (durée de l’évaluation) est long. Par conséquent, un équipement dont la zone d’essai est très grande par rapport à l’objet à tester prendra plus de temps que nécessaire, ce qui aura également un impact négatif sur les coûts.

Il est important d’avoir une idée claire de la plage de température du spécimen à évaluer et de la taille requise à l’avance.

Autres informations sur les chambres à choc thermique

Les points à noter lors de l’utilisation de la chambre à choc thermique

En fonction de la gamme de cycles de température et du nombre de répétitions, la plupart des évaluations de fiabilité sont effectuées sur une période de plusieurs mois. En particulier, si l’appareil d’essai de choc thermique à froid s’arrête au milieu d’un essai accéléré, l’évaluation elle-même en sera fortement affectée.

Il est donc important d’envisager à l’avance des dispositifs d’alimentation de secours tels que des batteries. Si l’électricité s’arrête en raison d’une panne causée par un phénomène naturel tel que la foudre ou un tremblement de terre, l’évaluation de l’équipement sera alors interrompue. Il est donc conseillé d’utiliser une alimentation de secours stable en combinaison avec une autre alimentation afin d’éviter de devoir tout recommencer après des mois d’évaluation.