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铝材表面湿度处理后脏污

01测试背景

某被发泡PE袋单独包装的铝材零件放置在包装纸箱中执行温湿度可靠性试验(条件为95度24h/2cycle),测试完成后样品表面出现褐色脏污不良,参图1。脏污可用溶剂擦拭变浅,但不能完全去除,猜测脏污可能与包装有关联。故对相关样品进行分析,查找脏污原因及异常发生机理,方便改善。

图1铝材包装可靠性测试及测试后表面脏污

02 分析流程或实验方案

测试结果

3.1 不良处放大观察(显微镜及SEM)

3.2不良处放大观察及元素分析(SEM+EDS)

异常处表面10000X观察及元素含量

结论:不良位置表面有明显异物,放大观察为蜂窝状,表面元素呈现为有机物。产品正常位置为铝,表面未进行其它处理(阳极)。

3.3异物取样成分分析(PY-GCMS)

1. 因脏污无法单独取样进行成分分析,故对不良位置进行混合取样(刮取表面),进行PY-GCMS分析;

2. 因脏污与包装材料关联,故对包材进行同等分析对比。

A.脏污:发现其裂解产物中有环硅氧烷结构物质存在


B.粉红发泡PE膜:发现其裂解产物中同样有环硅氧烷结构物质存在

C.白色珍珠棉:发现其裂解产物中同样有环硅氧烷结构物质存在

D.外包装纸箱:发现其裂解产物中同样有环硅氧烷结构物质存在

结论:脏污裂解产物中有环硅氧烷类物质,该物质在几种包材中都有侦测到,且根据分析数据显示粉红色发泡PE膜信号最强。

3.4 包材主成分分析(FTIR)

对几种包材进行主成分分析,其成分见下表所示;

其它辅助成分无法用FTIR分析。


04分析讨论

1. 不良产品表面为明显异物,且成分主要为有机物;

2. 异物不良与包装材料有关联;

3. 异物可擦拭但不能完全去除,可能已腐蚀产品表面(产品表面未阳极,故不耐酸碱等);

4. 异物中发现环硅氧烷结构物质,该物质在包材中同样发现,且粉红色发泡PE膜较明显;

05 结论

产品为Al材,表面不耐酸碱及其它溶剂,在包裹发泡PE膜或是装箱泡棉袋的密封空间中进行温湿度试验,因为这些PE发泡产品在配方中会加入一些有机物质(润滑剂、增塑剂、发泡剂、染色剂等),这类物质不能承受高温,在高温下挥发或析出粘附在产品表面,造成产品表面污染或者腐蚀。

06 改善建议

建议改善包材选材和设计。

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