各類材料失效分析方法（二）

1、高分子材料失效分析

高分子材料技術總的發(fā)展趨勢是高性能化、高功能化、復合化、智能化和綠色化。因為技術的全新要求和產(chǎn)品的高要求化，而需要通過失效分析手段查找其失效的根本原因及機理，來提高產(chǎn)品質(zhì)量、工藝改進及責任仲裁等方面。

失效模式：

斷裂，開裂，分層，腐蝕，起泡，涂層脫落，變色，磨損失效

常用手段：

• 成分分析：

傅里葉紅外光譜儀（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(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS) 

裂解氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)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(zhì)譜分析(TOF-SIMS)

• 熱分析：

差示掃描量熱法(DSC)

熱機械分析(TMA)

熱重分析(TGA)

動態(tài)熱機械分析(DMA)

導熱系數(shù)(穩(wěn)態(tài)熱流法、激光散射法)

• 裂解分析：

裂解氣相色譜-質(zhì)譜法

凝膠滲透色譜分析（GPC）

熔融指數(shù)測試（MFR）

• 斷口分析：

掃描電子顯微鏡（SEM），X射線能譜儀（EDS）等

• 物理性能分析：

硬度計，拉伸試驗機， 試驗機等

2、復合材料失效分析

復合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料組合而成。具有比強度高，韌性，良好的環(huán)境抗力等特點，因此在實際生產(chǎn)中得以應用。

失效模式

斷裂，變色失效，腐蝕，機械性能不足等

常用手段

• 無損檢測：

射線檢測技術（ X 射線、γ 射線、中子射線等），工業(yè)CT,康普頓背散射成像（CST）技術，超聲檢測技術（穿透法、脈沖反射法、串列法），紅外熱波檢測技術，聲發(fā)射檢測技術，渦流檢測技術，微波檢測技術，激光全息檢驗法等。

• 成分分析：

X射線熒光光譜分析(XRF)等，參見高分子材料失效分析中成分分析。

• 熱分析：

重分析法（TG）、差示掃描量熱法(DSC)、靜態(tài)熱機械分析法(TMA)、動態(tài)熱機械分析(DMTA)、動態(tài)介電分析(DETA)

• 破壞性實驗：

切片分析（金相切片、聚焦離子束（FIB）制樣、離子研磨（CP）制樣）

3、涂層/鍍層失效分析

失效模式

分層，開裂，腐蝕，起泡，涂/鍍層脫落，變色失效等

常用手段

• 成分分析：

參見高分子材料失效分析

• 熱分析：

參見高分子材料失效分析

• 斷口分析：

體式顯微鏡（OM）

掃描電鏡分析（SEM）

• 物理性能：

拉伸強度、彎曲強度等

總結：失效分析是經(jīng)驗和科學的結合，失效分析工程師就如醫(yī)生，工藝設計之初要有預防對策；產(chǎn)品生產(chǎn)后，進行體檢，找出其中的隱患，給出預防辦法去防止；失效發(fā)生后通過各種手段查找病因：驗血，照X光，做B超等，根據(jù)檢驗的數(shù)據(jù)進行分析是什么癥狀并對癥下藥，給出補救辦法。

目前這方面做得比較欠缺，設計、生產(chǎn)、失效，各干各的。實際上，失效分析應該參與到產(chǎn)品的設計工作，這樣才能從根本上避免產(chǎn)品失效。