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塑料斷裂失效分析


摘要:

針對塑料斷裂的情況,本文通過顯微分析和切片分析等分析手段查找分析失效原因,分析結果顯示,導致該失效樣品斷裂的原因為:材料本身內部玻纖分布存在方向性聚集問題,另外玻纖與PA復合界面潤濕性不良導致結合力下降,在外來大應力過載的情況下易導致塑膠在易應力集中位置起源開裂。







關鍵詞:

斷裂,潤濕性,脆性斷口







案例正文

1. 案例背景

委托方樣品為車頂天窗用零件,車主在使用天窗的過程中發現天窗關閉不上,現場調查發現此部件后端斷裂。

 

2. 分析方法簡述

如圖1~4所示,NG樣品塑膠斷裂,其斷裂位置位于樣品塑膠的半圓孔處,通過形貌觀察可觀察到斷口位置處有較為光滑的玻纖表面和玻纖剝離后的痕跡,無聚合物粘附在玻纖表面說明玻纖、填料和PA復合界面潤濕性不好;形貌圖片中沒有觀察到明顯的塑性變形,屬于脆性斷口特征,應為外來大應力過載導致斷裂。

 

失效分析 失效分析
圖1. NG樣品斷口宏觀典型圖片 圖2. NG樣品斷口SEM圖片
失效分析 失效分析
圖3. NG樣品斷口SEM放大圖片 圖4. NG樣品斷口SEM放大圖片

 

圖5和圖6顯示了按照平行于斷口方向和垂直于斷口方向的截面在金相顯微鏡下的微觀結構形態,其結果如下,平行于斷口方向的玻纖大多數呈現線性,沿裂紋擴展方向排布,玻纖出現的線形多于圓點形;垂直于斷口方向的玻纖大多數呈現點狀截面形貌,玻纖出現的點形多于線形,切片結果說明失效材料內部存在玻纖分布方向性聚集的現象。由于此種現象的出現,容易導致產品在某一方向上強度降低,易于產生性能改變。

 

失效分析 失效分析
圖5. 平行于斷口方向的截面切片觀察圖 圖6. 垂直于斷口方向的截面切片觀察圖

 

3. 結果與討論

對失效樣品進行形貌分析和切片分析,分析結果表明失效原因為以下三點:

1)材料內部玻纖分布方向性聚集;

2)玻纖與PA復合界面潤濕性不良導致結合力下降;

3)外來大應力過載導致塑膠在易應力集中位置起源開裂。

 

*** 以上內容均為原創,如需轉載,請注明出處 ***

 




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