電氣電子產(chǎn)品用非金屬材料的分析與研究論文
摘要本文圍繞電氣電子產(chǎn)品用非金屬材料的相關(guān)性能進(jìn)行探討與分析，重點(diǎn)從球壓試驗(yàn)以及熱變形試驗(yàn)兩個(gè)方面研究了非金屬材料的耐熱性，從灼熱絲試驗(yàn)、灼熱絲可燃性指數(shù)試驗(yàn)、以及灼熱絲起燃溫度試驗(yàn)三個(gè)方面研究了非金屬材料的耐燃性，相關(guān)操作方法以及試驗(yàn)要點(diǎn)望能夠引起業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注與重視。
關(guān)鍵詞電氣電子產(chǎn)品；非金屬材料；應(yīng)用
既往大量研究中均指出：對(duì)于電氣電子類產(chǎn)品而言，非金屬材料在阻燃、耐熱、電氣、物理、老化等多個(gè)方面的性能會(huì)直接影響電氣電子產(chǎn)品的整體安全性與可靠性。若電氣電子產(chǎn)品中非金屬材料的性能與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求不符合，則勢(shì)必會(huì)直接危及電氣電子產(chǎn)品的安全運(yùn)行，甚至導(dǎo)致非金屬材料出現(xiàn)變形、燃燒、漏電、軟化等問(wèn)題，也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品存在電氣火災(zāi)等嚴(yán)重事故的風(fēng)險(xiǎn)[1]。故，本文即從安全性角度出發(fā)，就電氣電子產(chǎn)品用非金屬材料的相關(guān)性能進(jìn)行探討與分析，望能夠引起業(yè)內(nèi)關(guān)注與重視。
1耐熱性指標(biāo)
1.1球壓試驗(yàn)
球壓試驗(yàn)是電氣電子產(chǎn)品非金屬類材料耐熱性能的主要檢測(cè)方法之一，可評(píng)估除陶瓷以外其他固體絕緣材料的耐熱性能。球壓試驗(yàn)的基本方法是：使用（20.0±0.2）N負(fù)荷通過(guò)2.5mm半徑鋼球壓在厚度3.0mm以上的平面樣品表面，在試驗(yàn)溫度下保持60.0min，自然冷卻后對(duì)壓痕尺寸進(jìn)行測(cè)量。試驗(yàn)人員可以通過(guò)對(duì)壓痕尺寸的測(cè)量，以評(píng)估試驗(yàn)溫度條件下樣品耐熱軟化方面的情況。參考現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，電氣電子產(chǎn)品非金屬材料球壓試驗(yàn)中壓痕最大尺寸應(yīng)控制在2.0mm范圍內(nèi)。
在球壓試驗(yàn)過(guò)程中，為確保對(duì)非金屬材料性能評(píng)估的準(zhǔn)確可靠，應(yīng)特別重視以下幾個(gè)方面的問(wèn)題[2]：①在球壓試驗(yàn)過(guò)程中需要對(duì)加熱箱溫度進(jìn)行合理控制，確保熱平衡以及溫度穩(wěn)定，特別重視對(duì)開(kāi)/關(guān)門過(guò)程中溫度變化的合理控制；②確保實(shí)驗(yàn)所用壓力球表面圓滑，避免因球體表面磨損導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)樣品表面作用力產(chǎn)生改變，進(jìn)而對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生誤差；③對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所產(chǎn)生壓痕的測(cè)量應(yīng)當(dāng)以壓痕邊界兩切點(diǎn)間最大間距作為測(cè)量依據(jù)，測(cè)量壓痕可采取的方法包括發(fā)射法、圖像測(cè)量法、以及三維數(shù)字顯微鏡法等等，試驗(yàn)人員可以通過(guò)多次測(cè)量并取平均值的`方式，得出最為可靠的測(cè)量結(jié)果。
1.2熱變形試驗(yàn)
熱變性試驗(yàn)是評(píng)估電氣電子產(chǎn)品非金屬材料耐熱機(jī)械性能的重要指標(biāo)之一。目前已有標(biāo)準(zhǔn)中認(rèn)為：對(duì)于采用非金屬材料所制備的電氣電子產(chǎn)品外部零部件而言，應(yīng)當(dāng)具有充分耐熱的性能優(yōu)勢(shì)，檢測(cè)人員可以通過(guò)對(duì)被檢測(cè)樣品溫升最高值或標(biāo)準(zhǔn)要求球壓溫度最低值的分析作為判斷檢測(cè)結(jié)果是否合格的重要依據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于通用類電氣電子產(chǎn)品而言，電氣電子產(chǎn)品外部零部件球壓溫度應(yīng)當(dāng)控制在75.0℃左右，支撐帶電部件的零件溫度則應(yīng)以125.0℃為控制標(biāo)準(zhǔn)。
2耐燃性指標(biāo)
2.1灼熱絲試驗(yàn)
灼熱絲試驗(yàn)是指在模擬技術(shù)的支持下，對(duì)灼熱元件或過(guò)載電阻等熱源在短時(shí)間內(nèi)所致的熱應(yīng)力影響著火的風(fēng)險(xiǎn)性，目前可以GB/T5169.11作為實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與依據(jù)[3]。本實(shí)驗(yàn)的基本方法與原理是：采用符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電阻絲環(huán)，經(jīng)加熱至規(guī)定溫度后使灼熱絲頂端與樣品直接接觸30.0s，在離開(kāi)后對(duì)樣品自身燃燒情況進(jìn)行測(cè)量與觀察。在灼熱絲離開(kāi)后30.0s內(nèi)樣品未見(jiàn)繼續(xù)燃燒且無(wú)法引燃絹紙可作為實(shí)驗(yàn)通過(guò)的判定標(biāo)準(zhǔn)。
2.2灼熱絲可燃性指數(shù)試驗(yàn)
在電氣電子產(chǎn)品用非金屬材料中，灼熱絲可燃性指數(shù)是指可通過(guò)灼熱絲實(shí)驗(yàn)的溫度最高值。以某電氣電子產(chǎn)品所用非金屬材料為例，該材料灼熱絲可燃性指數(shù)試驗(yàn)結(jié)果為900/2.0，該數(shù)值提示在此類非金屬材料厚度≥2.0mm的情況下，灼熱絲試驗(yàn)可通過(guò)溫度最高值900.0℃，據(jù)此可判定在不同使用工況下電氣電子產(chǎn)品的安全性。
2.3灼熱絲起燃溫度試驗(yàn)
針對(duì)電氣電子產(chǎn)品用非金屬材料進(jìn)行灼熱絲起燃溫度試驗(yàn)的主要含義是指較連續(xù)進(jìn)行3次實(shí)驗(yàn)且均不會(huì)引起規(guī)定厚度試驗(yàn)樣品起燃（以燃燒持續(xù)時(shí)間超過(guò)5.0s）的灼熱絲最高溫度并在基礎(chǔ)之上增加25K的溫度[4]。通過(guò)對(duì)電氣電子產(chǎn)品用非金屬材料進(jìn)行灼熱絲起燃溫度實(shí)驗(yàn)的方式，能夠判定所實(shí)驗(yàn)非金屬材料在規(guī)定厚度條件下灼熱絲實(shí)驗(yàn)中持續(xù)燃燒時(shí)間低于5.0s的最高溫度等級(jí)，進(jìn)而對(duì)此類材料的耐燃性作出準(zhǔn)確判定。
3結(jié)束語(yǔ)
結(jié)合本文上述分析來(lái)看，電氣電子產(chǎn)品檢驗(yàn)人員必須熟練掌握非金屬材料相關(guān)性能的實(shí)驗(yàn)方法與操作技巧，了解不同指標(biāo)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，以層層把握非金屬材料的性能效果，及時(shí)檢驗(yàn)不符合標(biāo)準(zhǔn)的材料并加以處置，以免不合格非金屬材料在應(yīng)用于電氣電子產(chǎn)品中時(shí)出現(xiàn)安全隱患。綜上所述，電氣電子產(chǎn)品用非金屬材料的關(guān)鍵性能包括耐熱性以及耐燃性這兩個(gè)方面，準(zhǔn)確把握不同指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)方法對(duì)于促進(jìn)電氣電子產(chǎn)品的安全應(yīng)用有重要意義。
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