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高分子材料熱老化壽命方法評估

嘉峪檢測網        2021-08-22 21:47

UL746B這個標準提供了用于評估高分子材料的長期應用的測試評估方法,主要是針對溫度對高分子材料的長期使用的影響。

 

該標準中引入了一個定義:RTI(Relative Thermal Index)相對熱指數;材料的相對熱指數表示該材料在長時間暴露于高溫下時保留特定屬性(物理,電氣等)的能力。它是材料耐熱性的量度。對于每種材料,可以建立許多相對熱指數,每個指數與材料的特定特性和特定厚度有關。標準中給出了基于過去的現場測試性能和化學結構的相對熱指數,詳見UL746B標準的表7.1。在2018年發布的標準中,已經將RTI值為滿足100000小時,更新為60000小時。

 

下面介紹通過長期高溫測試的方法獲得RTI值。

 

首先,需要作如下約定:

 

1、材料由于熱降解導致的特性值損失50%時,應視為特性終點,也就是壽命終結,除非另有規定;

 

2、材料的特性選擇根據產品的實際應用來確定,此處,選擇材料的拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度;關于塑料材料的拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度的測量,可以分別參考GB/T 1040,GB/T 1042,GB/T 1043等標準。

 

其次,測試退化模型,確定壽命終結時間;

 

舉例,選擇155℃,145℃,135℃,125℃這四個溫度測試各參數的退化模型,也可以測試到特性值損失50%時的時間,取最快出現失效的特性,求得各溫度下的壽命終結時間;同步需要確認4個溫度下的失效機理是一致的;這樣可以得到4組(溫度,失效時間)數據。

 

最后,將阿倫尼烏斯方程進行線性化;

 

高分子材料熱老化壽命方法評估

 

使用直線化的方程結合上述4組(溫度,失效時間)數據,可以擬合得到相關參數,然后延伸計算出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估

 

     測試過程中,需要注意的是:

 

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

 

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

 

3、達到特性終點后,至少應再獲得兩個數據點,以確認壽命終止值。這些數據點應盡可能靠近屬性終點,以提供壽命終止值的更準確的計算。

 

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來源:可靠性的邊界

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