第7章非金屬材料試驗(yàn)掌握耐熱試驗(yàn)的條件及方法

1、第7章 非金屬材料試驗(yàn),掌握耐熱試驗(yàn)的條件及方法掌握耐燃試驗(yàn)的條件及方法 掌握耐漏電起痕試驗(yàn)的條件及方法,熱塑性的塑料種類(lèi)比較繁多。主要是要針對(duì)常見(jiàn)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(dòng)熄滅的一般就是PVC、PC，不能自動(dòng)熄滅就是常見(jiàn)的POM、PMMA、ABS、PS等等。,7.l耐

2、熱試驗(yàn)7.1.1試驗(yàn)?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(huì)發(fā)生本質(zhì)的變化。如會(huì)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(shí)可造成電器短路，引起電氣火災(zāi)、觸電等事故。,目前國(guó)際上用于試驗(yàn)非金屬材料耐熱性能的試驗(yàn)方法采用球壓試驗(yàn)。 通過(guò)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(yàn)被試件在這

3、個(gè)力和溫度的聯(lián)合作用下，產(chǎn)生壓痕的大小，以此來(lái)判定非金屬材料的耐熱性能。,7.1.2試驗(yàn)方法試驗(yàn)程序： 選樣→制樣→試樣預(yù)處理→選擇試驗(yàn)溫度→加熱加壓試樣→試樣恢復(fù)→測(cè)量壓痕直徑。 1．選樣 根據(jù)GB4706.1的要求，對(duì)一個(gè)產(chǎn)品有三方面的非金屬材料件需要進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)：,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(kāi)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(yàn)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(duì)濕度45％～75％的環(huán)境中放置24h。,4.試驗(yàn)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(yùn)行下所測(cè)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(ài)迪生燈座)等，因此對(duì)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(yùn)行時(shí)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(cè)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(cè)量壓痕直徑（3 min內(nèi)完成）。測(cè)量時(shí)對(duì)一個(gè)壓痕要在幾個(gè)方向上測(cè)量，以確定最大壓痕直徑Dmax，直徑精確到小數(shù)后一位。 測(cè)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(duì)由于材料表面的汽泡或其它雜質(zhì)而造成

8、的無(wú)效壓痕需重新測(cè)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(gè)測(cè)點(diǎn)。,練習(xí)： 列出洗衣機(jī)、電吹風(fēng)所有需要進(jìn)行試驗(yàn)的部位及試驗(yàn)溫度。,7.2耐燃試驗(yàn)7.2.1灼熱絲試驗(yàn) 1.試驗(yàn)?zāi)康?電器中使用的非金屬材料件由于過(guò)熱而引起著火危險(xiǎn)。 a.阻止點(diǎn)燃 b.阻止火焰蔓延2.試驗(yàn)用的儀器設(shè)備,3.試驗(yàn)方法 試驗(yàn)程序：選樣→試樣預(yù)

9、處理→選擇試驗(yàn)溫度→施加試驗(yàn)溫度→觀察和測(cè)量。 (1)選樣 試樣的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)盡可能和實(shí)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(lái)代替，其厚度應(yīng)盡可能和實(shí)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(xiàng)試驗(yàn)： 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(lái)保持開(kāi)關(guān)接通的器具 d.用手連續(xù)加載的器具不進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)。,（2）試驗(yàn)樣品及

10、溫度,(3)試驗(yàn)方法 被試樣品的被試點(diǎn)所在平面應(yīng)和灼熱絲試驗(yàn)設(shè)備的灼熱絲垂直。如果在試驗(yàn)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(kāi)始計(jì)時(shí)，接觸持續(xù)時(shí)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(dòng)，且限制在7 mm之內(nèi)。,(4)觀察和測(cè)量 進(jìn)行家用電器產(chǎn)品灼熱絲試驗(yàn)主要觀察和測(cè)量如下情況：

11、 a.灼熱絲和試樣接觸后鋪底層的起燃時(shí)間t1。 b.灼熱絲和試樣接觸后試樣的起燃時(shí)間t2以及灼熱絲和試樣脫離后試樣后燃時(shí)間t3。 c.記錄火焰的高度。,4.試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)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(shí)間t3≤30s。,試驗(yàn)分組第一組：灼熱絲試驗(yàn)觀察第二組：列出洗衣機(jī)、繼電器有需要進(jìn)行試驗(yàn)的部位及試驗(yàn)溫度。

12、 然后交換。,7.2.2針焰試驗(yàn) 1.試驗(yàn)?zāi)康?針焰試驗(yàn)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?chē)牧悴考?，并引起周?chē)考鸹穑窃u(píng)定家用電器產(chǎn)品是否耐燃的系列方法之一。,,2.試驗(yàn)設(shè)備,,3.試驗(yàn)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(yàn)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(gè)試樣進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)。 e.如規(guī)定可在單獨(dú)模制件上進(jìn)行試驗(yàn)，試樣制備應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求,(2)施加試驗(yàn)火焰 火焰施加點(diǎn)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(shí)，應(yīng)不對(duì)試驗(yàn)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(yàn)火焰施加時(shí)間是30s土1s；,(3)觀察和測(cè)量 a.施加試驗(yàn)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(shí)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(xiàng)目。,4.試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià) 如果試樣符合下列條件之一，試驗(yàn)合格 a.試樣沒(méi)有起燃或灼燒現(xiàn)象，鋪底層沒(méi)有起燃或灼燒。 b.試驗(yàn)火焰脫離試樣后，試樣后燃時(shí)間小于30 s。鋪底層在30 s內(nèi)不再燃燒或灼燒。 c.三個(gè)試樣至少二個(gè)試樣通過(guò)試驗(yàn)。 d.有些產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的合格判定條件。,問(wèn)題1：假設(shè)洗衣機(jī)

15、上定時(shí)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(shí)驗(yàn)？,問(wèn)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(shí)驗(yàn)？,7.3耐漏電起痕試驗(yàn)7.3.1試驗(yàn)?zāi)康?耐漏電起痕試驗(yàn)?zāi)M非常嚴(yán)重的環(huán)境的污染作用條件。目的是檢驗(yàn)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(yàn)設(shè)備,試驗(yàn)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(yàn)）：絕緣體上沒(méi)有導(dǎo)電沉積物，但有長(zhǎng)期電場(chǎng)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(kāi)關(guān)等。,b.嚴(yán)酷工作條件（175V）：有輕微的導(dǎo)電沉積物和長(zhǎng)時(shí)間的電應(yīng)力，或有嚴(yán)重的導(dǎo)電沉積物和短時(shí)間的電應(yīng)力，例如風(fēng)扇加熱器屬于此類(lèi)。,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(zhǎng)時(shí)間的電應(yīng)力，或有極嚴(yán)重的導(dǎo)電沉積物和短時(shí)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(lèi)。,d.長(zhǎng)期電應(yīng)力（電場(chǎng)力）：即電器產(chǎn)品中的絕緣長(zhǎng)期受到電場(chǎng)力的作用。,選擇試樣時(shí)要考慮的主要因素包括兩個(gè)方面，即電器的工作條件和電器絕緣受到電場(chǎng)力的時(shí)間長(zhǎng)短。 對(duì)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(shuō)，同一電器中有些絕緣件是需要進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)，而有些絕緣材料是

18、不需要進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)。因此在選擇試樣時(shí)，應(yīng)對(duì)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(wú)傷痕。在選擇試樣時(shí)應(yīng)考核材料的方向性，如果試樣表面不平整，也允許對(duì)試樣表面研磨（但應(yīng)在報(bào)告中說(shuō)明）,4.實(shí)施試驗(yàn) （1）測(cè)定PTI值 將處理過(guò)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(shí)啟動(dòng)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(guò)50滴）。,試驗(yàn)應(yīng)在5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)上進(jìn)行。如果在同一試樣上進(jìn)行多次試驗(yàn)，則應(yīng)注意試驗(yàn)點(diǎn)之間要有足夠的間隔，以保證試點(diǎn)上的飛濺物不污染其它的被試表面。,（2）測(cè)定CTI值 CTI值的測(cè)定和PTI的測(cè)定過(guò)程變化不大，但在試驗(yàn)設(shè)