高分子材料失效分析
1.簡介:
眾所周知,即使在最大載荷低于高分子材料的屈服強度下長期使用,高分子材料報名將會出現微觀裂紋,并逐漸擴展到臨界尺寸。與此同時,高分子材料的強度逐漸下降,低載荷亦能是使高分子材料斷裂,即構件失效。這種微觀斷裂紋可能是化學老化或高分子材料本身的缺陷造成,而且載荷的長期作用引起高分子材料疲勞,稱為物理老化。
由此產生假設:高分子材料結構構件之所以會失效,是由于在一定緩解下載荷的連續作用,構件內部產生了綜合效應,他包括化學-物理老化,于是在宏觀上出現裂紋,繼而擴展開裂,直至失效,并且這一過程是連續的。于是復合材料斷裂、開裂、爆板分層、腐蝕等之類失效頻繁出現,常引起供應商與用戶間的責任糾紛。通過失效分析手段,可以查找產品失效的根本原因及機理,從而提高產品質量、工藝改進及責任仲裁等方面。
2、主要失效模式:
3、常用失效分析技術手段:
材料成分分析方面 | 傅立葉變換顯微紅外光譜分析(FTIR) |
顯微共焦拉曼光譜儀(Raman) | |
掃描電鏡及能譜分析(SEM/EDS) | |
X射線熒光光譜分析(XRF) | |
氣相色譜-質譜聯用儀(GC-MS) | |
裂解氣相色譜-質譜聯用(PGC-MS) | |
核磁共振分析(NMR) | |
俄歇電子能譜分析(AES) | |
X射線光電子能譜分析(XPS) | |
X射線衍射儀(XRD) | |
飛行時間二次離子質譜分析(TOF-SIMS) | |
材料熱分析方面: | 差示掃描量熱法(DSC) |
熱重分析(TGA) | |
熱機械分析(TMA) | |
動態熱機械分析(DMA) | |
材料裂解分析方面 | 凝膠滲透色譜分析(GPC) |
熔融指數測試(MFR) | |
材料斷口分析方面 | 體式顯微鏡(OM) |
掃描電鏡分析(SEM) | |
材料物理性能測試 | 拉伸強度、彎曲強度等 |
4、產生效益:
1)查明高分子材料失效根本原因,有效提出工藝及產品設計等方面改進意見;
2)提供產品及工藝改進意見,提升產品良率及可靠性,提升產品競爭力;
3)明確產品失效的責任方,為司法仲裁提供依據。
5、服務對象:
復合材料生產廠商:通過失效分析,查找產品失效產生可能原因的設計、生產、工藝、儲存、運輸等階段,深究產品失效機理,為提升產品良率及優化生產工藝方面提供理論依據。
經銷商或代理商:及時為其來料品質進行有效管控,為產品品質責任進行公正界定提供依據。
整機用戶:跟進并對產品工藝及可靠性提供改進意見,提升產品良率及核心競爭力。