電子手剎用外殼斷裂失效分析

背景介紹

某電子手剎用塑料外殼，在使用過程中，出現(xiàn)斷裂，材質(zhì)是PC+ABS，表面會涂抹潤滑油，現(xiàn)通過檢測分析找出斷裂的原因。

測試分析

1 形貌分析

利用掃描電子顯微鏡對NG 外殼斷裂位置形貌觀察，宏觀觀察，斷面無明顯塑性變形，屬脆性斷裂；斷面右上部分邊緣比較平坦，為斷裂的起裂源位置；中部以及下方，比較粗糙為裂紋快速擴展區(qū)域，如圖1所示。

放大起裂源位置，有明顯的擠壓痕跡，如圖2所示。

圖1 斷裂位置宏觀SEM圖片

圖2 起裂源區(qū)SEM圖片

2 材質(zhì)分析

利用傅里葉變換顯微紅外光譜儀對NG外殼與OK外殼進行成分對比，得知兩者均為PC+ABS，其中1777.36~1777.65cm^-1歸屬于PC中C=O伸縮振動吸收峰；2237.25~2237.29cm-^-1歸屬于ABS中C≡N伸縮振動吸收峰。

圖3 NG外殼和OK外殼FTIR譜圖

3 GPC分析

利用凝膠滲透色譜儀（GPC）對NG外殼與OK外殼進行相對分子量對比分析，詳見表1所示，NG外殼相對分子量偏低，特別是重均分子量，降低超過了10%，重均分子量是各個不同分子量的分子所占的重量分數(shù)與其相對應的分子量乘積的總和，重均分子量更強調(diào)分子量最高的部分對平均分子量做出的貢獻。

表1 NG外殼與OK外殼GPC結(jié)果

4 物理性能分析

取NG外殼與OK外殼未斷裂位置，然后用微機控制電子萬能試驗機測試最大壓縮力，結(jié)果OK外殼最大壓縮力為187.42N，而NG外殼最大壓縮力僅為126.89N，降低30%。

表2 NG件與OK件最大壓縮力結(jié)果

圖4 NG外殼與OK外殼最大壓縮力譜圖

圖5 最大壓縮力測試中的圖片

綜合分析

從光學分析和形貌分析結(jié)果可知，斷裂起裂源位置有受力痕跡，結(jié)合委托方提供的使用說明和圖片，斷裂位置的確會受到按鍵B側(cè)向的擠壓磨損痕跡；從成分分析結(jié)果可知，斷裂的樣件符合PC+ABS的材質(zhì)；從GPC結(jié)果可知，斷裂樣件即使未涂油位置的重均分子量偏低， 重均分子量是各個不同分子量的分子所占的重量分數(shù)與其相對應的分子量乘積的總和，主要體現(xiàn)分子量較大的部分，重均分子量偏低，意味著材料中分子量較大的部分偏少，較大部分分子量大、小直接決定了材料的物理性能；從物理性能結(jié)果可知，斷裂樣件物理性能偏低。

綜合以上結(jié)果，可得以下結(jié)論：

外殼在使用過程中斷裂的原因是材料中重均分子量偏低，導致物理性能降低，在使用過程中，受到擠壓后斷裂。

*** 以上內(nèi)容均為原創(chuàng)，如需轉(zhuǎn)載，請注明出處 ***