第7章非金屬材料試驗掌握耐熱試驗的條件及方法

1、第7章 非金屬材料試驗,掌握耐熱試驗的條件及方法掌握耐燃試驗的條件及方法 掌握耐漏電起痕試驗的條件及方法,熱塑性的塑料種類比較繁多。主要是要針對常見的塑料進(jìn)行細(xì)分。   一般把塑料放在水上，如比水輕，可能是PP、PE，但PE比較軟，一看就清楚了。   然后放在火上燒，能自動熄滅的一般就是PVC、PC，不能自動熄滅就是常見的POM、PMMA、ABS、PS等等。,7.l耐

2、熱試驗7.1.1試驗?zāi)康?非金屬材料在溫度升高到一定程度后，非金屬材料與絕緣結(jié)構(gòu)的特性會發(fā)生本質(zhì)的變化。如會熔融或逐漸變軟，機(jī)械強(qiáng)度急速下降。 變化將導(dǎo)致電氣強(qiáng)度降低，絕緣電阻下降，爬電距離和電氣間隙也將產(chǎn)生變化，嚴(yán)重時可造成電器短路，引起電氣火災(zāi)、觸電等事故。,目前國際上用于試驗非金屬材料耐熱性能的試驗方法采用球壓試驗。 通過直為Φ5mm的鋼球給保持某一溫度的被試非金屬材料施加20N的力，檢驗被試件在這

3、個力和溫度的聯(lián)合作用下，產(chǎn)生壓痕的大小，以此來判定非金屬材料的耐熱性能。,7.1.2試驗方法試驗程序： 選樣→制樣→試樣預(yù)處理→選擇試驗溫度→加熱加壓試樣→試樣恢復(fù)→測量壓痕直徑。 1．選樣 根據(jù)GB4706.1的要求，對一個產(chǎn)品有三方面的非金屬材料件需要進(jìn)行該項試驗：,a.非金屬材料制成的外部零件，如外殼上可觸及到的非金屬材料件元件（如開關(guān)、旋紐、操作桿）等。 b.支持帶電部件（包括連接）的絕緣材料

4、零件，如接線端子、保持帶電件定位的非金屬材料件等。 c.附加絕緣和加強(qiáng)絕緣作用的熱塑性材料零件。,2.制樣 試驗樣品可直接從產(chǎn)品上拆下或割下，也可用產(chǎn)品的備件。試樣的要求： a.厚度：大于2.5 mm，如果達(dá)不到這一要求，允許用幾塊相同的材料件疊加。 b.面積：大于10 mm2×10 mm2(或Φ10 mm圓片)，允許磨制而成或用相同材料大于10 mm2×1

5、0 mm2的部件代替。,3.試樣的預(yù)處理 a.清潔試樣：一般用棉球和水或酒精清洗試樣。 b.預(yù)處理：將試樣放置在溫度15℃C～35℃和相對濕度45％～75％的環(huán)境中放置24h。,4.試驗溫度的選擇 a.一般的外殼非金屬件取75℃土2℃或有關(guān)部位在正常運行下所測量最高溫升加40℃士2℃，兩者取較高值。 b.保持帶電部件在一定位置上的絕緣固定件取125℃土2℃，但有些標(biāo)準(zhǔn)要求的溫度更高，如IEC 60

6、238(愛迪生燈座)等，因此對一些產(chǎn)品應(yīng)注意產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。,c.用于附加絕緣和加強(qiáng)絕緣的熱塑性材料件，應(yīng)選取25℃土2℃加上非正常運行時的最高溫度。但如果溫度低于75℃土2℃（外部部件）或125℃土2℃（支持帶電部件的部件），則應(yīng)取高者。,5.加熱加壓將試樣水平狀態(tài)放置在規(guī)定溫度的烘箱中，并將球壓裝置壓向試樣表面持續(xù)1h(20N),6.試樣恢復(fù) 取出試樣后迅速放人冷水中，使試樣在10s內(nèi)冷卻至接近室溫，要注意備用有充足

7、的冷水。 7.測量壓痕的直徑 將試樣從冷水中取出用棉紗將試樣擦干，然后用量具測量壓痕直徑（3 min內(nèi)完成）。測量時對一個壓痕要在幾個方向上測量，以確定最大壓痕直徑Dmax，直徑精確到小數(shù)后一位。 測量方位,,,,,,結(jié)果判定 a.Dma大于2 mm判不合格， Dmax不大于2 mm,判為合格。 b.注意材料的分散性，對由于材料表面的汽泡或其它雜質(zhì)而造成

8、的無效壓痕需重新測量。 c. 樣品數(shù)量:一般取5塊樣品。 特別在臨界狀態(tài)下，應(yīng)注意多取幾個測點。,練習(xí)： 列出洗衣機(jī)、電吹風(fēng)所有需要進(jìn)行試驗的部位及試驗溫度。,7.2耐燃試驗7.2.1灼熱絲試驗 1.試驗?zāi)康?電器中使用的非金屬材料件由于過熱而引起著火危險。 a.阻止點燃 b.阻止火焰蔓延2.試驗用的儀器設(shè)備,3.試驗方法 試驗程序：選樣→試樣預(yù)

9、處理→選擇試驗溫度→施加試驗溫度→觀察和測量。 (1)選樣 試樣的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)盡可能和實際的電器產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形狀一致。 可以用相同材料的模壓試樣來代替，其厚度應(yīng)盡可能和實際電器產(chǎn)品（零部件）一致。,下列電器中的部件不用進(jìn)行該項試驗： a.裝飾物、旋鈕和器具內(nèi)部產(chǎn)生的火焰不可能蔓延到電器上的零部件 b.手持式電器 c.用手或腳來保持開關(guān)接通的器具 d.用手連續(xù)加載的器具不進(jìn)行該項試驗。,（2）試驗樣品及

10、溫度,(3)試驗方法 被試樣品的被試點所在平面應(yīng)和灼熱絲試驗設(shè)備的灼熱絲垂直。如果在試驗中需要施加鋪底層，典型的鋪底層是由10mm厚的白松木板外包一層絹紙放置在灼熱絲下200mm±5mm的位置，溫度達(dá)到則開始計時，接觸持續(xù)時間為30s士1s；另外要保證使灼熱絲和試樣接觸30s士1s期間內(nèi)灼熱絲的頂端在試樣內(nèi)能平滑移動，且限制在7 mm之內(nèi)。,(4)觀察和測量 進(jìn)行家用電器產(chǎn)品灼熱絲試驗主要觀察和測量如下情況：

11、 a.灼熱絲和試樣接觸后鋪底層的起燃時間t1。 b.灼熱絲和試樣接觸后試樣的起燃時間t2以及灼熱絲和試樣脫離后試樣后燃時間t3。 c.記錄火焰的高度。,4.試驗結(jié)果的評定 下述情況為合格： a.試樣未起火或不灼燒。 b.鋪底層未起燃或鋪底層松木塊未灼燒。 c.后燃時間t3≤30s。,試驗分組第一組：灼熱絲試驗觀察第二組：列出洗衣機(jī)、繼電器有需要進(jìn)行試驗的部位及試驗溫度。

12、 然后交換。,7.2.2針焰試驗 1.試驗?zāi)康?針焰試驗是產(chǎn)生局部起燃后，是否導(dǎo)致火焰擴(kuò)大或蔓延而發(fā)生電器燃燒、是否波及周圍的零部件，并引起周圍部件起火，是評定家用電器產(chǎn)品是否耐燃的系列方法之一。,,2.試驗設(shè)備,,3.試驗方法（1）選擇試樣 a.整件電器產(chǎn)品或組件或零部件。 b.從電器上割下或拆下部分部件。 c.在灼熱絲試驗期間，試樣火焰高度內(nèi)并可能受到火焰侵害的部件。 d.選擇

13、三個試樣進(jìn)行此項試驗。 e.如規(guī)定可在單獨模制件上進(jìn)行試驗，試樣制備應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求,(2)施加試驗火焰 火焰施加點應(yīng)選擇在試樣易受火焰影響的表面（此火焰是指起燃源所引起的）。 固定夾持試樣時，應(yīng)不對試驗火焰或火焰蔓延效應(yīng)產(chǎn)生影響。 在試樣下方200mm十5mm處放置鋪底層。一般情況試驗火焰施加時間是30s土1s；,(3)觀察和測量 a.施加試驗火焰期間，觀察試樣或鋪底層

14、是否起燃，如起燃應(yīng)記錄起燃時間。 b.觀察鋪底層的燃燒狀況。 c.產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求的其它觀察記錄項目。,4.試驗結(jié)果評價 如果試樣符合下列條件之一，試驗合格 a.試樣沒有起燃或灼燒現(xiàn)象，鋪底層沒有起燃或灼燒。 b.試驗火焰脫離試樣后，試樣后燃時間小于30 s。鋪底層在30 s內(nèi)不再燃燒或灼燒。 c.三個試樣至少二個試樣通過試驗。 d.有些產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的合格判定條件。,問題1：假設(shè)洗衣機(jī)

15、上定時器的外殼不阻燃，（火焰高約12mm)，洗衣機(jī)的哪些部分要做針焰實驗？,問題2：如果是洗衣機(jī)上電機(jī)的絕緣件不阻燃（火焰高約12mm) ，洗衣機(jī)的哪些部分要做針焰實驗？,7.3耐漏電起痕試驗7.3.1試驗?zāi)康?耐漏電起痕試驗?zāi)M非常嚴(yán)重的環(huán)境的污染作用條件。目的是檢驗絕緣材料在規(guī)定的條件下是否能形成漏電痕跡，從而能在短期內(nèi)區(qū)別固體絕緣材料漏電起痕的能力，保證電器產(chǎn)品在特定環(huán)境條件的使用安全,,試驗設(shè)備,試驗方法 1.選擇試

16、樣： 如果試樣是從電器產(chǎn)品上直接選擇，應(yīng)考慮電器產(chǎn)品的工作條件和電器產(chǎn)品本身絕緣材料所承受的電氣強(qiáng)度（電應(yīng)力） a.正常工作條件(一般不需試驗）：絕緣體上沒有導(dǎo)電沉積物，但有長期電場力的作用，或有輕微導(dǎo)電沉積物而受短期電應(yīng)力作用，如封閉式電機(jī)的絕緣和一些封閉式開關(guān)等。,b.嚴(yán)酷工作條件（175V）：有輕微的導(dǎo)電沉積物和長時間的電應(yīng)力，或有嚴(yán)重的導(dǎo)電沉積物和短時間的電應(yīng)力，例如風(fēng)扇加熱器屬于此類。,c.極嚴(yán)酷工作條件（25

17、0V）：有極嚴(yán)重的導(dǎo)電沉積物和長時間的電應(yīng)力，或有極嚴(yán)重的導(dǎo)電沉積物和短時間的電應(yīng)力，例如電冰箱上的一些絕緣件和洗碗機(jī)上的絕緣件屬于此類。,d.長期電應(yīng)力（電場力）：即電器產(chǎn)品中的絕緣長期受到電場力的作用。,選擇試樣時要考慮的主要因素包括兩個方面，即電器的工作條件和電器絕緣受到電場力的時間長短。 對相同工作條件的電器中的絕緣材料，所處的位置不同，也將有不同的結(jié)果，換句話說，同一電器中有些絕緣件是需要進(jìn)行該項試驗，而有些絕緣材料是

18、不需要進(jìn)行該項試驗。因此在選擇試樣時，應(yīng)對上述情況十分注意。,試樣的形狀和尺寸：試樣的尺寸應(yīng)大于15mm×15mm,厚度應(yīng)不少于3mm,允許多塊試樣疊加一起，表面應(yīng)平整無傷痕。在選擇試樣時應(yīng)考核材料的方向性，如果試樣表面不平整，也允許對試樣表面研磨（但應(yīng)在報告中說明）,4.實施試驗 （1）測定PTI值 將處理過的樣品水平地放置在絕緣支撐板上，電極按規(guī)定的壓力與試樣表面良好接觸。 用量規(guī)檢查兩電極之間的距

19、離應(yīng)為4.Omm士0.1mm。接通電源并施加規(guī)定的電壓值(175V、250V），同時啟動滴液裝置，使液滴(0.1%的NH4CL氯化銨）以30s士5s的間隔滴到試樣上，直到滴完50滴或試樣發(fā)生破壞為止（不超過50滴）。,試驗應(yīng)在5個試驗點上進(jìn)行。如果在同一試樣上進(jìn)行多次試驗，則應(yīng)注意試驗點之間要有足夠的間隔，以保證試點上的飛濺物不污染其它的被試表面。,（2）測定CTI值 CTI值的測定和PTI的測定過程變化不大，但在試驗設(shè)