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失效分析丨耳机用头弓扣发生断裂原因分析
引言
某耳机用头弓扣,在使用过程中螺丝孔位置出现断裂,现测试分析找出断裂原因。
测试分析
1 形貌分析
对ng头弓扣断面进行形貌观察如图1-1所示:宏观观察,无明显塑性变形,属于脆性断裂;起裂源无明显溶剂腐蚀的痕迹,无明显镶嵌在树脂内部的异物,起裂源周边有挤压痕迹,如图1-2所示。
图1-1 ng头弓扣宏观sem图片
图1-2 ng头弓扣a区sem图片
2 材质分析
2.1 主成分分析
对ng头弓扣和ok头弓扣主成分进行分析,得知两者均为pc abs,如图2-1所示:1775cm-1归属于pc中c=o的伸缩振动特征峰;1162~1232cm-1归属于pc中c-o-c伸缩振动特征峰;2233~2236cm-1归属于abs中c≡n伸缩振动特征峰。
图2-1 ng头弓扣及ok头弓扣ftir谱图
2.2 有机助剂分析
对ng头弓扣及ok头弓扣进行裂解,分析其中含有的有机助剂,两者无明显差别,均含有紫外线吸收剂uv329、2,4-二叔丁基苯酚(抗氧剂)、紫外线吸收剂 uv-350、磷酸三苯酯阻燃剂,如图2-2所示:
图2-2 ng头弓扣及ok头弓扣py-gcms谱图
3 熔融指数
对ng头弓扣ok头弓扣熔融指数进行分析,得知ng头弓扣熔融指数在48.336g/min,ok头弓扣熔融指数为46.740g/10min,ng头弓扣熔融指数偏大,分子量越小,流动速率越大,熔融指数也会相应偏大,结果详见表1。
表1 ng头弓扣及ok头弓扣mrf结果
4 gpc分析
对ng头弓扣及ok头弓扣分子量进行分析,得知ng头弓扣数均分子量为19429、重均分子量均为37938,而ok头弓扣数均分子量为24492、重均分子量为44594,ng头弓扣数均分子量相对于ok头弓扣下降了20%,重均分子量下降了近15%,结果详见表2所示。
相对分子量是树脂重要指标,相对分子量的大小直接决定了材料的性能。
表2 ng头弓扣及ok头弓扣gpc结果
5 力学性能
对ok件螺纹孔位置力学性能进行测试,平均值在593.3n,表现出韧性断裂,而与ng同批次未断裂头弓扣最大力仅在158.3n,表现出脆性断裂,两者相差较大。
表3 力学结果
结论
综上所述,可得以下结论:
头弓扣出现断裂的原因是材料相对分子量偏低,力学性能差,在使用过程中持续受力作用下发生脆断。
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