高分子材料失效分析

高分子材料失效分析對產品的生產和使用都具有重要的意義。失效可能發生在產品壽命周期的各個階段，涉及產品的研發設計、來料檢驗、加工組裝、測試篩選、存儲環境、客戶使用等各個環節。

SGS通過分析工藝廢次品、早期失效、試驗失效、中試失效以及現場失效的樣品，確認失效模式、分析失效機理，明確失效原因，最終給出預防對策，減少或避免失效的再次發生。

SGS失效分析服務依托專業實驗室中數以百計尖端的分析儀器，輔以技術專家在高分子材料、失效分析方面廣泛的經驗，確保分析結果公正、專業和客觀，以幫助客戶改善產品質量及改進技術工藝。

高分子材料失效分析一般包括失效背景調查、分析方案設計、結果分析與討論等步驟，在分析過程中會與客戶充分溝通，保證結果的準確性。

一、SGS利用綜合的多元化分析測試手段直接探秘最主要最可能的失效原因:
1. 針對失效的特征和產品的特點，設計獨特的分析方案。
2. 綜合使用各類分析測試手段，包括但不局限于微觀形貌分析、成分分析、性能分析和復現性試驗等。
3. 全面對比、分析失效品，推斷可能導致失效發生的原因或排除影響失效的因素。
4. 提供改善對策和建議，減少或避免失效的再次發生。

二、服務的具體流程：
1. 失效背景調查：產品失效現象、失效環境、失效階段（設計調試、中試、早期失效、中期失效等等）、失效比例、失效歷史數據等調查。
2. 非破壞分析：X射線透視檢查、超聲掃描檢查、電性能測試、形貌檢查、局部成分分析等。
3. 破壞性分析：開封檢查、剖面分析、探針測試、聚焦離子束分析、熱性能測試、體成分測試、機械性能測試等。
4. 使用條件分析：結構分析、力學分析、熱學分析、環境條件、約束條件等綜合分析。
5. 模擬驗證實驗：根據分析所得失效機理設計模擬實驗，對失效機理進行驗證。
6. 給出產品失效的原因、提供改進建議或方案。

一、更換原材料供應商或原料供應商質控問題，導致的原料批次間差異產生的批量產品失效。
二、溫/濕度變化、季節性變化，導致的產品在生產或使用過程中出現失效。
三、生產過程中的工藝問題，導致的產品失效。

一、變形、斷裂、開裂、磨損、脫落、分層、起泡；
二、噴霜、噴油、噴粉、析出、異物；
三、腐蝕粉化、老化、變色等。

案例1——開裂
1. 背景介紹
客戶產品為手機零件的黑色塑料邊框，材質為PC和玻纖共混物，表面涂有底油和光固化光油，在生產后2個月左右發生邊框開裂。

2. 方案及驗證
SGS失效分析團隊根據客戶樣品及開裂情況，提出驗證方案：
（1）材質分析：根據失效樣、正常樣及粒料的比對，確認是否由于材質改變引起開裂。
（2）斷口分析：對失效樣的斷面進行分析，從微觀結構上尋找失效原因。
（3）灰分分析：根據斷面發現的玻纖及未知顆粒，對樣品進行灰分測定，確認玻纖含量。
（4）物性分析：對樣品的熔體質量流動速率進行分析，確認是否存在降解的可能。

3. 結果與結論
（1）PC出現大量均勻微孔，并有顯著升高熔體質量流動速率，表面PC發生降解的可能性較大，導致強度降低。
（2）PC中添加有玻纖增強，但玻纖與PC的結合性較差，導致PC不能有效包覆玻纖以提高強度。
（3）失效樣的斷裂源處于結構拐角處，該處應力較為集中，由于強度不足以抵御此應力集中，經過長時間作用，出現微裂紋進而裂紋擴散導致樣品開裂。
（4）失效樣、正常樣和粒料在主成分上無顯著差異；但增強組分的成分上差異明顯，注塑后成品相對于原料不僅有玻纖，而且TiO2含量有顯著增加，但該組分的增加與噴涂工藝關聯性小。

4. 分析與建議
（1）PC注塑時對粒料的水分含量需要嚴格控制，粒料要進行充分的干燥才能用于注塑。
（2）提高玻纖和PC的結合性。
（3）對注塑后的產品進行退火處理以降低殘余內應力。

案例2——腐蝕
1. 背景介紹
客戶樣品是PCB電子器件，PCB電子器件使用雙組份環氧膠封裝，出于成本考慮，客戶想引入第二家便宜的供應商，結果發現該供應商提供的雙組份環氧膠對PCB板表面產生了嚴重的過孔腐蝕，客戶想找到腐蝕原因，委托SGS進行失效分析調查。

2. 方案及驗證
SGS針對客戶的問題，提出大致技術方案并進行驗證：
（1）分析正常件和失效件所使用的環氧膠的成分。
（2）失效電子器件表面表面形貌和表面成分分析。
（3）雙組份環氧膠固化件的GC-MS分析。

3. 結果與結論
（1）對腐蝕位置進行表面形貌和成分分析，也發現了腐蝕位置有明顯的改性胺類固化劑的信息，由此也可以推測是由于胺類固化劑腐蝕導致。
（2）新供應商的產品雙組份環氧膠固化后的交聯度低，同時檢測到小分子的胺類物質種類和數量較多，且胺類固化劑易遷移，與電路板接觸會導致腐蝕。
（3）新供應商的雙組份配方中中的芳烴溶劑油和原供應商的配方更有比較大的組成差異，該芳烴溶劑油對固化件有溶脹作用，導致小分子物質更容易遷移。

SGS高分子材料失效分析，我們擁有豐富的經驗和專業的技術，可以為客戶提供一站式失效分析服務，歡迎致電詳詢解決方案~