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高分子材料熱老化壽命方法評(píng)估

嘉峪檢測(cè)網(wǎng)        2021-08-22 21:47

UL746B這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)提供了用于評(píng)估高分子材料的長(zhǎng)期應(yīng)用的測(cè)試評(píng)估方法,主要是針對(duì)溫度對(duì)高分子材料的長(zhǎng)期使用的影響。

 

該標(biāo)準(zhǔn)中引入了一個(gè)定義:RTI(Relative Thermal Index)相對(duì)熱指數(shù);材料的相對(duì)熱指數(shù)表示該材料在長(zhǎng)時(shí)間暴露于高溫下時(shí)保留特定屬性(物理,電氣等)的能力。它是材料耐熱性的量度。對(duì)于每種材料,可以建立許多相對(duì)熱指數(shù),每個(gè)指數(shù)與材料的特定特性和特定厚度有關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)中給出了基于過去的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試性能和化學(xué)結(jié)構(gòu)的相對(duì)熱指數(shù),詳見UL746B標(biāo)準(zhǔn)的表7.1。在2018年發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)中,已經(jīng)將RTI值為滿足100000小時(shí),更新為60000小時(shí)。

 

下面介紹通過長(zhǎng)期高溫測(cè)試的方法獲得RTI值。

 

首先,需要作如下約定:

 

1、材料由于熱降解導(dǎo)致的特性值損失50%時(shí),應(yīng)視為特性終點(diǎn),也就是壽命終結(jié),除非另有規(guī)定;

 

2、材料的特性選擇根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用來確定,此處,選擇材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度;關(guān)于塑料材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度的測(cè)量,可以分別參考GB/T 1040,GB/T 1042,GB/T 1043等標(biāo)準(zhǔn)。

 

其次,測(cè)試退化模型,確定壽命終結(jié)時(shí)間;

 

舉例,選擇155℃,145℃,135℃,125℃這四個(gè)溫度測(cè)試各參數(shù)的退化模型,也可以測(cè)試到特性值損失50%時(shí)的時(shí)間,取最快出現(xiàn)失效的特性,求得各溫度下的壽命終結(jié)時(shí)間;同步需要確認(rèn)4個(gè)溫度下的失效機(jī)理是一致的;這樣可以得到4組(溫度,失效時(shí)間)數(shù)據(jù)。

 

最后,將阿倫尼烏斯方程進(jìn)行線性化;

 

高分子材料熱老化壽命方法評(píng)估

 

使用直線化的方程結(jié)合上述4組(溫度,失效時(shí)間)數(shù)據(jù),可以擬合得到相關(guān)參數(shù),然后延伸計(jì)算出RTI,也可以求得在使用溫度下的使用壽命。

 

高分子材料熱老化壽命方法評(píng)估

 

     測(cè)試過程中,需要注意的是:

 

1、老化溫度之間的差異,應(yīng)足以克服在測(cè)量和控制溫度方面的誤差,通常至少為10℃;

 

2、至少要選擇四個(gè)烤箱溫度。選擇的最低烘箱溫度(T4)是在不小于5,000小時(shí)的時(shí)間內(nèi)在該溫度下產(chǎn)生材料性能的預(yù)期終點(diǎn),并且不得低于最終指定的相對(duì)熱指數(shù)(RTI)。選擇的最高烤箱溫度(T1)是在此溫度下產(chǎn)生材料特性的預(yù)期終點(diǎn)溫度不少于500小時(shí);

 

3、達(dá)到特性終點(diǎn)后,至少應(yīng)再獲得兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),以確認(rèn)壽命終止值。這些數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近屬性終點(diǎn),以提供壽命終止值的更準(zhǔn)確的計(jì)算。

 

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來源:可靠性的邊界

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