高分子材料失效分析

高分子材料失效分析對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用都具有重要的意義。失效可能發(fā)生在產(chǎn)品壽命周期的各個(gè)階段，涉及產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)、來料檢驗(yàn)、加工組裝、測(cè)試篩選、存儲(chǔ)環(huán)境、客戶使用等各個(gè)環(huán)節(jié)。

SGS通過分析工藝廢次品、早期失效、試驗(yàn)失效、中試失效以及現(xiàn)場(chǎng)失效的樣品，確認(rèn)失效模式、分析失效機(jī)理，明確失效原因，最終給出預(yù)防對(duì)策，減少或避免失效的再次發(fā)生。

SGS失效分析服務(wù)依托專業(yè)實(shí)驗(yàn)室中數(shù)以百計(jì)尖端的分析儀器，輔以技術(shù)專家在高分子材料、失效分析方面廣泛的經(jīng)驗(yàn)，確保分析結(jié)果公正、專業(yè)和客觀，以幫助客戶改善產(chǎn)品質(zhì)量及改進(jìn)技術(shù)工藝。

高分子材料失效分析一般包括失效背景調(diào)查、分析方案設(shè)計(jì)、結(jié)果分析與討論等步驟，在分析過程中會(huì)與客戶充分溝通，保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。

一、SGS利用綜合的多元化分析測(cè)試手段直接探秘最主要最可能的失效原因:
1. 針對(duì)失效的特征和產(chǎn)品的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)獨(dú)特的分析方案。
2. 綜合使用各類分析測(cè)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(fù)現(xiàn)性試驗(yàn)等。
3. 全面對(duì)比、分析失效品，推斷可能導(dǎo)致失效發(fā)生的原因或排除影響失效的因素。
4. 提供改善對(duì)策和建議，減少或避免失效的再次發(fā)生。

二、服務(wù)的具體流程：
1. 失效背景調(diào)查：產(chǎn)品失效現(xiàn)象、失效環(huán)境、失效階段（設(shè)計(jì)調(diào)試、中試、早期失效、中期失效等等）、失效比例、失效歷史數(shù)據(jù)等調(diào)查。
2. 非破壞分析：X射線透視檢查、超聲掃描檢查、電性能測(cè)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(cè)試、聚焦離子束分析、熱性能測(cè)試、體成分測(cè)試、機(jī)械性能測(cè)試等。
4. 使用條件分析：結(jié)構(gòu)分析、力學(xué)分析、熱學(xué)分析、環(huán)境條件、約束條件等綜合分析。
5. 模擬驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：根據(jù)分析所得失效機(jī)理設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)失效機(jī)理進(jìn)行驗(yàn)證。
6. 給出產(chǎn)品失效的原因、提供改進(jìn)建議或方案。

一、更換原材料供應(yīng)商或原料供應(yīng)商質(zhì)控問題，導(dǎo)致的原料批次間差異產(chǎn)生的批量產(chǎn)品失效。
二、溫/濕度變化、季節(jié)性變化，導(dǎo)致的產(chǎn)品在生產(chǎn)或使用過程中出現(xiàn)失效。
三、生產(chǎn)過程中的工藝問題，導(dǎo)致的產(chǎn)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(chǎn)品為手機(jī)零件的黑色塑料邊框，材質(zhì)為PC和玻纖共混物，表面涂有底油和光固化光油，在生產(chǎn)后2個(gè)月左右發(fā)生邊框開裂。

2. 方案及驗(yàn)證
SGS失效分析團(tuán)隊(duì)根據(jù)客戶樣品及開裂情況，提出驗(yàn)證方案：
（1）材質(zhì)分析：根據(jù)失效樣、正常樣及粒料的比對(duì)，確認(rèn)是否由于材質(zhì)改變引起開裂。
（2）斷口分析：對(duì)失效樣的斷面進(jìn)行分析，從微觀結(jié)構(gòu)上尋找失效原因。
（3）灰分分析：根據(jù)斷面發(fā)現(xiàn)的玻纖及未知顆粒，對(duì)樣品進(jìn)行灰分測(cè)定，確認(rèn)玻纖含量。
（4）物性分析：對(duì)樣品的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率進(jìn)行分析，確認(rèn)是否存在降解的可能。

3. 結(jié)果與結(jié)論
（1）PC出現(xiàn)大量均勻微孔，并有顯著升高熔體質(zhì)量流動(dòng)速率，表面PC發(fā)生降解的可能性較大，導(dǎo)致強(qiáng)度降低。
（2）PC中添加有玻纖增強(qiáng)，但玻纖與PC的結(jié)合性較差，導(dǎo)致PC不能有效包覆玻纖以提高強(qiáng)度。
（3）失效樣的斷裂源處于結(jié)構(gòu)拐角處，該處應(yīng)力較為集中，由于強(qiáng)度不足以抵御此應(yīng)力集中，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間作用，出現(xiàn)微裂紋進(jìn)而裂紋擴(kuò)散導(dǎo)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(qiáng)組分的成分上差異明顯，注塑后成品相對(duì)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(guān)聯(lián)性小。

4. 分析與建議
（1）PC注塑時(shí)對(duì)粒料的水分含量需要嚴(yán)格控制，粒料要進(jìn)行充分的干燥才能用于注塑。
（2）提高玻纖和PC的結(jié)合性。
（3）對(duì)注塑后的產(chǎn)品進(jìn)行退火處理以降低殘余內(nèi)應(yīng)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(huán)氧膠封裝，出于成本考慮，客戶想引入第二家便宜的供應(yīng)商，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該供應(yīng)商提供的雙組份環(huán)氧膠對(duì)PCB板表面產(chǎn)生了嚴(yán)重的過孔腐蝕，客戶想找到腐蝕原因，委托SGS進(jìn)行失效分析調(diào)查。

2. 方案及驗(yàn)證
SGS針對(duì)客戶的問題，提出大致技術(shù)方案并進(jìn)行驗(yàn)證：
（1）分析正常件和失效件所使用的環(huán)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(huán)氧膠固化件的GC-MS分析。

3. 結(jié)果與結(jié)論
（1）對(duì)腐蝕位置進(jìn)行表面形貌和成分分析，也發(fā)現(xiàn)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(cè)是由于胺類固化劑腐蝕導(dǎo)致。
（2）新供應(yīng)商的產(chǎn)品雙組份環(huán)氧膠固化后的交聯(lián)度低，同時(shí)檢測(cè)到小分子的胺類物質(zhì)種類和數(shù)量較多，且胺類固化劑易遷移，與電路板接觸會(huì)導(dǎo)致腐蝕。
（3）新供應(yīng)商的雙組份配方中中的芳烴溶劑油和原供應(yīng)商的配方更有比較大的組成差異，該芳烴溶劑油對(duì)固化件有溶脹作用，導(dǎo)致小分子物質(zhì)更容易遷移。

SGS高分子材料失效分析，我們擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)的技術(shù)，可以為客戶提供一站式失效分析服務(wù)，歡迎致電詳詢解決方案~