Thử nghiệm sốc nhiệt và ứng dụng
1. Sốc nhiệt là gì?
Sốc nhiệt xảy ra khi độ biến thiên nhiệt độ làm cho các phần khác nhau của một vật thể biến dạng theo các hướng khác nhau. Sự biến dạng khác biệt này có thể được hiểu theo nghĩa là trạng thái giãn nở hoặc co lại. Tại một số điểm có thể vượt qua sức chịu đựng của vật liệu, khiến vết nứt được hình thành. Nếu không có gì ngăn, vết nứt này có thể lan truyền và gây biến dạng, khiến cấu trúc vật liệu bị hỏng.
Thiệt hại do sốc nhiệt có thể được ngăn chặn bằng cách:
- Giảm độ biến thiên nhiệt mà vật liệu chịu tác động bằng cách thay đổi nhiệt độ chậm đi hoặc tăng độ dẫn nhiệt của vật liệu.
- Giảm hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu
- Tăng sức bền vật liệu
- Tích hợp nén chịu lực bên trong, ví dụ như kính cường lực
- Giảm mô đun đàn hồi (Young's modulus) của vật liệu
- Tăng độ dẻo dai của vật liệu hoặc độ lệch của vết nứt.
2. Thử nghiệm sốc nhiệt là gì? Ứng dụng của nó?
Thử nghiệm sốc nhiệt là đặt sản phẩm trong môi trường nhiệt độ cao và thấp xem kẽ nhau để tăng tốc độ hỏng của sản phẩm gây ra bởi chu kỳ nhiệt độ hoặc sốc nhiệt trong quá trình sử dụng bình thường.
Thiết bị để thử nghiệm sốc nhiệt có một hoặc nhiều buồng, nhiệt độ trong buồng test sản phẩm thay đổi rất nhanh. Khi sử dụng thiết bị sốc nhiệt buồng đơn, các sản phẩm vẫn ở trong một buồng và nhiệt độ không khí trong buồng được làm nóng hoặc lạnh rất nhanh. Một số thiết bị khác thì sử dụng buồng nóng và lạnh riêng biệt với cơ chế thang máy để vận chuyển sản phẩm giữa hai hoặc nhiều buồng.
Ví dụ sản phẩm bình thủy tinh có thể nhạy cảm với những thay đổi đột ngột về nhiệt độ. Do vậy một phương pháp kiểm tra sản phẩm là di chuyển nhanh từ nóng sang lạnh và ngược lại.
Thử nghiệm sốc nhiệt nhằm xác định được độ bền của sản phẩm, mẫu thử, linh kiện… đối với sự thay đổi đột ngột của nhiệt độ. Thử nghiệm được thực hiện qua nhiều chu kỳ, mỗi chu kỳ bao gồm hai giai đoạn nóng và lạnh.
Ban đầu, mẫu thử được đưa vào buồng thử với nhiệt độ rất cao (hoặc rất thấp), duy trì trong một khoảng thời gian để nhiệt độ bên trong các phần của mẫu được đồng nhất sau đó đưa buồng thử vào môi trường từ rất cao về rất thấp (hoặc ngược lại). Thời gian di chuyển mẫu từ nhiệt độ này sang nhiệt độ kia diễn ra rất nhanh, chỉ vài giây.
