電流試驗箱中，氮氣（N?）因化學惰性、成本低和安全性高成為首選氣體，適用于大多數高溫老化測試場景；氬氣（Ar）適用于高精度或特殊材料測試；空氣（干燥）僅限低溫短時測試。選型需結合試驗溫度、負載類型、安全標準及預算，優先選擇符合IEC 60068或GB/T 2423標準的設備，并關注氣體純度、流量控制及安全聯鎖功能。

目錄

1. 快速答案卡片
2. 氣體選型技術指南
3. 氣體類型對比與參數
4. 氣體選型橫評表
5. 常見故障與維護
6. 采購全流程Checklist
7. FAQ
8. 外部參考
9. 聲明

快速答案卡片

氣體選型技術指南

1. 試驗目的與工況

電流試驗箱通過模擬高溫環境測試電子元件（如IGBT模塊、電容）的可靠性，核心工況包括：

• 溫度范圍：常溫至300℃（部分設備可達500℃）；
• 負載類型：直流/交流負載，電流范圍0.1A–1000A；
• 試樣尺寸：根據設備容積（如1m3、2m3）適配PCB板、功率模塊等；
• 控制方式：伺服控制（溫度波動±1℃）或液壓控制（重載場景）。

2. 氣體作用與失效機理

氣體在試驗中承擔三重角色：

• 隔絕氧氣：防止試樣氧化（如金屬觸點腐蝕）；
• 熱傳導介質：氮氣熱導率（0.026 W/m·K）優于空氣，加速熱均衡；
• 安全防護：惰性氣體降低爆炸風險（如鋰電池過充測試）。

典型失效案例：

• 某汽車電子廠商使用空氣測試IGBT模塊，因氧化導致接觸電阻增加30%；
• 某電源企業未控制氣體濕度，導致電容吸濕后擊穿電壓下降50%。

3. 選型決策流程

氣體類型對比與參數

1. 氮氣（N?）

• 適用場景：通用型高溫老化（150℃–300℃）；
• 關鍵參數：
  • 純度：≥99.99%（電子級）；
  • 流量：0.5–10 L/min（根據箱體容積）；
  • 壓力：0.1–0.3 MPa（穩定供氣）。
• 優勢：成本低、無毒、易獲取。

2. 氬氣（Ar）

• 適用場景：高精度測試（如半導體封裝）、特殊材料（鎂合金）；
• 關鍵參數：
  • 純度：≥99.999%（超純級）；
  • 熱導率：0.018 W/m·K（低于氮氣，需延長穩態時間）；
  • 成本：氮氣的3–4倍。
• 優勢：原子量高，屏蔽效果更強。

3. 干燥空氣

• 適用場景：低溫短時測試（≤80℃）、非氧化敏感試樣；
• 關鍵參數：
  • 露點：≤-40℃（防止冷凝）；
  • 氧含量：20.9%VOL（需監控氧化風險）。
• 風險：長期使用可能導致金屬件銹蝕。

氣體選型橫評表

常見故障與維護

1. 典型故障

• 氣體純度不足：導致試樣氧化，表現為接觸電阻異常；
• 流量不穩定：伺服閥卡滯或氣源壓力波動；
• 氧濃度超標：傳感器失效或密封泄漏。

2. 維護清單

采購全流程Checklist

1. 需求確認：明確試驗溫度、試樣類型、年測試量；
2. 技術協議：約定氣體純度、流量控制精度、安全聯鎖功能；
3. 報價對比：要求廠商提供用氣成本測算表；
4. FAT/SAT：現場驗收時模擬滿負荷運行，檢測氧濃度穩定性；
5. 計量校準：每年送檢至CNAS認可實驗室（如中國計量院）；
6. 維保合同：明確備件供應周期（如伺服閥48小時響應）。

FAQ

Q1：能否用壓縮空氣替代氮氣？

僅限低溫（≤80℃）且試樣非氧化敏感場景。某光伏企業曾因用壓縮空氣測試接線盒，導致端子氧化引發接觸故障，返修率增加15%。

Q2：氬氣是否適用于所有高溫測試？

否。氬氣熱導率低，穩態時間比氮氣長30%，不適用于快速溫變測試（如±10℃/min）。建議優先用于半導體封裝等高精度場景。

Q3：氣體純度不足如何補救？

立即停機并更換氣源。某實驗室曾因使用99.5%氮氣測試電容，導致介質損耗角正切值（tanδ）偏差超標200%，數據無效。

Q4：如何降低用氣成本？

采用循環系統：配置氣體回收裝置（如膜分離技術），氮氣回收率可達85%。某汽車電子廠商通過此方案年省用氣成本12萬元。

Q5：設備選型時需關注哪些安全功能？

必須配備氧濃度聯鎖（≤5%VOL自動停機）、超溫報警（≥設定值5℃）、緊急排氣閥（響應時間≤3秒）。

外部參考

• 國際電工委員會（IEC）標準：IEC 60068-2-78:2025（環境試驗第2-78部分：高溫）
• 中國國家標準：GB/T 2423.2-2025（電工電子產品環境試驗第2部分：高溫試驗）

聲明