失效分析丨耳機(jī)用頭弓扣發(fā)生斷裂原因分析

引言

某耳機(jī)用頭弓扣，在使用過(guò)程中螺絲孔位置出現(xiàn)斷裂，現(xiàn)測(cè)試分析找出斷裂原因。

測(cè)試分析

1 形貌分析

對(duì)NG頭弓扣斷面進(jìn)行形貌觀察如圖1-1所示：宏觀觀察，無(wú)明顯塑性變形，屬于脆性斷裂；起裂源無(wú)明顯溶劑腐蝕的痕跡，無(wú)明顯鑲嵌在樹(shù)脂內(nèi)部的異物，起裂源周邊有擠壓痕跡，如圖1-2所示。

圖1-1 NG頭弓扣宏觀SEM圖片

圖1-2 NG頭弓扣A區(qū)SEM圖片

2 材質(zhì)分析

2.1 主成分分析

對(duì)NG頭弓扣和OK頭弓扣主成分進(jìn)行分析，得知兩者均為PC+ABS，如圖2-1所示：1775cm^-1歸屬于PC中C=O的伸縮振動(dòng)特征峰；1162~1232cm^-1歸屬于PC中C-O-C伸縮振動(dòng)特征峰；2233~2236cm^-1歸屬于ABS中C≡N伸縮振動(dòng)特征峰。

圖2-1 NG頭弓扣及OK頭弓扣FTIR譜圖

2.2 有機(jī)助劑分析

對(duì)NG頭弓扣及OK頭弓扣進(jìn)行裂解，分析其中含有的有機(jī)助劑，兩者無(wú)明顯差別，均含有紫外線吸收劑UV329、2,4-二叔丁基苯酚（抗氧劑）、紫外線吸收劑 UV-350、磷酸三苯酯阻燃劑，如圖2-2所示:

圖2-2 NG頭弓扣及OK頭弓扣Py-GCMS譜圖

3 熔融指數(shù)

對(duì)NG頭弓扣OK頭弓扣熔融指數(shù)進(jìn)行分析，得知NG頭弓扣熔融指數(shù)在48.336g/min，OK頭弓扣熔融指數(shù)為46.740g/10min，NG頭弓扣熔融指數(shù)偏大，分子量越小，流動(dòng)速率越大，熔融指數(shù)也會(huì)相應(yīng)偏大，結(jié)果詳見(jiàn)表1。

表1 NG頭弓扣及OK頭弓扣MRF結(jié)果

4 GPC分析

對(duì)NG頭弓扣及OK頭弓扣分子量進(jìn)行分析，得知NG頭弓扣數(shù)均分子量為19429、重均分子量均為37938，而OK頭弓扣數(shù)均分子量為24492、重均分子量為44594，NG頭弓扣數(shù)均分子量相對(duì)于OK頭弓扣下降了20%，重均分子量下降了近15%，結(jié)果詳見(jiàn)表2所示。

相對(duì)分子量是樹(shù)脂重要指標(biāo)，相對(duì)分子量的大小直接決定了材料的性能。

表2 NG頭弓扣及OK頭弓扣GPC結(jié)果

5 力學(xué)性能

對(duì)OK件螺紋孔位置力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，平均值在593.3N，表現(xiàn)出韌性斷裂，而與NG同批次未斷裂頭弓扣最大力僅在158.3N，表現(xiàn)出脆性斷裂，兩者相差較大。

表3 力學(xué)結(jié)果

結(jié)論

綜上所述，可得以下結(jié)論：

頭弓扣出現(xiàn)斷裂的原因是材料相對(duì)分子量偏低，力學(xué)性能差，在使用過(guò)程中持續(xù)受力作用下發(fā)生脆斷。

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