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失效分析
文章作者：admin 更新時間：2020-11-12
什么是失效分析：
深入產品失效產生可能原因的設計、生產、工藝、儲存、運輸等階段，深究其失效機理，為提升產品良率及優化生產工藝方面提供依據。責任仲裁；改進組裝生產工藝；對供應商來料檢驗品質方面提供幫助。
為品質責任提供有利證據，對其責任進行公正界定。
主要失效模式
斷裂、開裂、腐蝕、分層、起泡、涂層脫落、變色、磨損失效等
失效分析會用到哪些儀器？
傅立葉變換顯微紅外光譜分析（FTIR）
顯微共焦拉曼光譜儀（Raman）
掃描電鏡及能譜分析（SEM/EDS）
X射線熒光光譜分析（XRF）
氣相色譜-質譜聯用儀（GC-MS）
裂解氣相色譜-質譜聯用（PGC-MS）
核磁共振分析（NMR）
俄歇電子能譜分析（AES）
X射線光電子能譜分析（XPS）
X射線衍射儀（XRD）
飛行時間二次離子質譜分析（TOF-SIMS）
差示掃描量熱法（DSC）
熱重分析（TGA）
熱機械分析（TMA）
動態熱機械分析（DMA）
常見各類材料失效現象分析
橡膠失效分析
| 失效現象 | 失效原因 |
| 橡膠開裂 | 1、硫化速度太快，膠料流動不充分；硫化程度不夠或者過硫化 |
| 2、膠料臟或是膠料沾到污漬及雜質 | |
| 3、隔離劑或脫模劑的添加量太多 | |
| 4、膠料的厚度不夠 | |
| 5、添加再生料過多 | |
| 6、膠料混煉不均(氧化鋅、填料和油品) | |
| 7、早期老化 | |
| 橡膠噴霜 （橡膠噴霜，包括膠料表面噴霜和制品表面噴霜。噴霜是液體或固體配合劑由橡膠 內部遷移到橡膠表面的現象，是橡膠內部配合劑析出 | 1、配方設計不當: |
| 飽和噴出:常見于硫磺,促進劑,活性劑,防老劑 | |
| 遷移噴出:常見于加工助劑,遷移性防老劑.抗靜電劑 | |
| 生成噴出:常見于硫磺硫化體系中促進劑并用反應生成物 | |
| 反應滯留:常見于有機過氧化物硫化體系低分子物質過量 | |
| 應力噴出:常見于無機填料:如碳酸鈣 | |
| 2、工藝操作不當 | |
| 混煉不均造成分散不良,局部超過飽和度 | |
| 煉膠溫度過高,使配合劑局部過量 | |
| 稱量不準確(多稱,少稱,漏稱,錯稱) | |
| 硫化溫度過高,高分子降解造成噴霜 | |
| 硫化溫度過低,造成反應不完全而發生的欠硫噴霜 | |
| 硫化時間不夠,造成欠硫噴霜 | |
| 噴灑的脫模劑或洗模水操作不當,造成橡膠表面發白現象 | |
| 3、原材料質量波動 | |
| 因產地材質不同、制法不同、工藝不同、批量不同原材料有很大差別,生膠的合成工藝:聚合溫度,催化劑,合成單體等的差異,引起溶解度的不同.純度、水分、灰分、pH值、物理性能等發生變化 | |
| 4、儲存條件差 | |
| 溫度：配合劑在橡膠中的溶解度一般都是隨著溫度的升降而升降 | |
| 時間(壓力濕度)：橡膠儲存時所受的壓力、周圍空氣的濕度以及時間對配合劑的溶解度也有影響，一般情況下影響不大。但是，如果壓力較大，受壓部位橡膠中的配合劑就會形成晶核，析出于橡膠表面，形成噴霜;如果空氣的濕度過大，橡膠中極性大的配合劑對生膠(非極性)的作用減弱，配合劑溶解度下降，從而導致噴霜;儲存時間越長，橡膠表面噴霜越明顯，由于儲存環境中空氣的溫度和濕度隨著季節的變化而不同，并且差別較大，極易造成配合劑的溶解度發生變化，從而導致噴霜。 | |
| 5、橡膠老化 | |
| 橡膠老化大都導致硫化膠完整的均衡的網狀結構發生破壞，從而也破壞了橡膠體系內各種配合劑與生膠分子以及配合劑之間的化學的或物理的結合，降低了配合劑在橡膠體系內的溶解度。因此，那些局部處于過飽和狀態的配合劑便會從橡膠中游離析出，形成噴霜 | |
| 橡膠和膠黏劑脫膠 | 1、橡膠的硫化速度和膠黏劑的硫化速度不一致，導致粘結分子力降低 |
| 2、膠黏劑選取不當，涂覆工藝不合理 | |
| 3、金屬骨架材料前處理不到位（表面清潔度不夠，粗糙度不夠，涂刷方式不當） | |
| 4、橡膠配方設計沒有添加膠黏劑成分 | |
| 5、剝離實驗不合格或者是沒有做剝離實驗 | |
| 橡膠表面發黃 | 1、老化引起的黃變（氧、臭氧、熱、光、機械應力、水分） |
| 2、硫化物氧化 | |
| 3、原材料（輕質碳酸鈣 硫磺 促進劑 氧化鋅 石蠟） | |
| 4、硫化工藝（硫化溫度高，時間長） | |
| 5、雜質引起的等 | |
| 脫落原因 | 1、主要考慮膠黏劑與基材是否配套，例如：是否是把塑料粘結劑用在金屬粘結劑上； |
| 2、基材本身比較難粘合，需要加附著力促進劑 | |
| 3、基材處理不好，沒有將基材表面處理干凈 | |
| 4、膠黏劑固化不完全等 | |
| 雙面膠黃變 | 主要是考慮老化引起的，老化的原因很多過熱、光照、接觸酸、堿等物質等 |
塑膠失效分析
| 失效現象 | 失效原因 |
| 塑料黃變 | 1、光照老化降解，抗氧劑紫外線吸收劑流失，添加回料，儲存不當（自然光、紫外線、熱、氧、應力、化學侵蝕、水分） |
| 2、鈦白粉填料也易導致發黃，注意不是其中的鈦造成，而是其中的石粉造成 | |
| 雜質引起 | |
| 塑料開裂、斷裂 | 1、添加回料 |
| 2、應力開裂,老化降解開裂 | |
| 3、使用不當 | |
| 4、材質(填料過多,沒有加增韌劑),強度不足 | |
| 5、模具問題 | |
| 塑料薄膜產生氣泡 | 1、水分,殘留溶劑 |
| 2、氣體混入，排氣不充分 | |
| 3、工藝壓力不足 | |
| 4、材質透氣性不好 | |
| 5、生產時局部溫度超高 | |
| 塑料薄膜軟化 | 1、高溫 |
| 2、配方設計不當，選材不合理 | |
| 3、受外界環境的影響提早老化 |
建材失效分析
| 產品 | 失效現象 | 失效原因 |
| 石膏 | 石膏黃變 | 1、石膏板受潮，施工工藝出現問題，施工過急造成環境潮濕，通風不好 |
| 2、石膏脫模油濃度過高 | ||
| 3、石膏粉質量有問題等 | ||
| 水泥 | 水泥地面裂縫 | 1、砼（混凝土）的細料過多； |
| 2、澆注后保養不到位； | ||
| 3、基礎未緊實，有局部回填土； | ||
| 4、水泥質量有問題； | ||
| 5、混凝土攪拌不均勻等 | ||
| 水泥不凝固 | 1、水泥質量不好，已經失效 | |
| 2、水泥受潮 | ||
| 3、水泥雜質含量過多等 | ||
| 其他 | 1、配料不合理，粗集料過多，細集料偏少； | |
| 2、骨料大小不當，針片狀顆粒含量過多 | ||
| 3、用水量較大，水灰比較高的混凝土； | ||
| 4、與某些外摻劑以及水泥自身的化學成分有關； | ||
| 5、與混凝土澆筑不均勻有關。往往澆注厚度都偏高，由于氣泡行程過長，氣泡也不能完全排出，這樣也會造成混凝土結構表面氣泡等 | ||
| 涂料 | 外墻涂料脫落原因 | 1、基材原因，材料的孔隙率較大，容易含水，屬于親水性材料，外墻面層材料體積膨脹，導致脫落 |
| 2、施工原因：基材沒干透涂料就施工 | ||
| 3、外墻涂料選型不對，不適合涂在外墻上 | ||
| 4、環境因素等 | ||
| 玻璃 | 玻璃破碎 | 1、玻璃本身質量不良是造成玻璃自爆原因之一，如玻璃平整度差，厚薄不均，玻璃內有氣泡夾渣等。在受太陽照射下，熱效應不均勻 |
| 2、在采用人工裁切玻璃時，裁切的玻璃邊緣一定要求平直光滑，不準許有崩邊、牙邊、崩角等缺陷。要保證玻璃周邊沒有傷殘狀態下使用，否則在玻璃邊緣有缺陷處極易產生自爆點 | ||
| 3、玻璃安裝過程中出現問題 | ||
| 4、氣候條件影響等 |
膠粘劑失效分析
| 脫落原因 | 1、主要考慮膠黏劑與基材是否配套，例如：是否是把塑料粘結劑用在金屬粘結劑上； |
| 2、基材本身比較難粘合，需要加附著力促進劑 | |
| 3、基材處理不好，沒有將基材表面處理干凈 | |
| 4、膠黏劑固化不完全等 | |
| 雙面膠黃變 | 主要是考慮老化引起的，老化的原因很多過熱、光照、接觸酸、堿等物質等 |
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