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各類材料失效分析方法(二)

更新時間:2020-12-25點擊次數(shù):2947

1、高分子材料失效分析

高分子材料技術總的發(fā)展趨勢是高性能化、高功能化、復合化、智能化和綠色化。因為技術的全新要求和產(chǎn)品的高要求化,而需要通過失效分析手段查找其失效的根本原因及機理,來提高產(chǎn)品質量、工藝改進及責任仲裁等方面。

失效模式:

斷裂,開裂,分層,腐蝕,起泡,涂層脫落,變色,磨損失效

常用手段:

  • 成分分析:

傅里葉紅外光譜儀(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(lián)用儀(GC-MS) 

裂解氣相色譜-質譜聯(lián)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)

  • 熱分析:

差示掃描量熱法(DSC)

熱機械分析(TMA)

熱重分析(TGA)

動態(tài)熱機械分析(DMA)

導熱系數(shù)(穩(wěn)態(tài)熱流法、激光散射法)

  • 裂解分析:

裂解氣相色譜-質譜法

凝膠滲透色譜分析(GPC)

熔融指數(shù)測試(MFR)

  • 斷口分析:

掃描電子顯微鏡(SEM),X射線能譜儀(EDS)等

  • 物理性能分析:

硬度計,拉伸試驗機, 試驗機等

2、復合材料失效分析

復合材料是由兩種或兩種以上不同性質的材料組合而成。具有比強度高,韌性,良好的環(huán)境抗力等特點,因此在實際生產(chǎn)中得以應用。

失效模式

斷裂,變色失效,腐蝕,機械性能不足等

常用手段

  • 無損檢測:

射線檢測技術( X 射線、γ 射線、中子射線等),工業(yè)CT,康普頓背散射成像(CST)技術,超聲檢測技術(穿透法、脈沖反射法、串列法),紅外熱波檢測技術,聲發(fā)射檢測技術,渦流檢測技術,微波檢測技術,激光全息檢驗法等。

  • 成分分析:

X射線熒光光譜分析(XRF)等,參見高分子材料失效分析中成分分析。

  • 熱分析:

重分析法(TG)、差示掃描量熱法(DSC)、靜態(tài)熱機械分析法(TMA)、動態(tài)熱機械分析(DMTA)、動態(tài)介電分析(DETA)

  • 破壞性實驗:

切片分析(金相切片、聚焦離子束(FIB)制樣、離子研磨(CP)制樣)

3、涂層/鍍層失效分析

失效模式

分層,開裂,腐蝕,起泡,涂/鍍層脫落,變色失效等

常用手段

  • 成分分析:

參見高分子材料失效分析

  • 熱分析:

參見高分子材料失效分析

  • 斷口分析:

體式顯微鏡(OM)

掃描電鏡分析(SEM)

  • 物理性能:

拉伸強度、彎曲強度等

總結:失效分析是經(jīng)驗和科學的結合,失效分析工程師就如醫(yī)生,工藝設計之初要有預防對策;產(chǎn)品生產(chǎn)后,進行體檢,找出其中的隱患,給出預防辦法去防止;失效發(fā)生后通過各種手段查找病因:驗血,照X光,做B超等,根據(jù)檢驗的數(shù)據(jù)進行分析是什么癥狀并對癥下藥,給出補救辦法。

目前這方面做得比較欠缺,設計、生產(chǎn)、失效,各干各的。實際上,失效分析應該參與到產(chǎn)品的設計工作,這樣才能從根本上避免產(chǎn)品失效。

 

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