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失效分析-应用成分对比分析判断产品优劣

测试背景

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失效分析

客户在使用两家尼龙砂时,发现B厂商供货的尼龙砂容易在工件表面局部区域形成一层白色异物,而A厂商的尼龙砂不存在此问题,故希望分析B厂商尼龙砂失效的原因(图1)。

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分析方案

尼龙砂喷砂工艺原理是以压缩空气为动力,通过喷砂设备将尼龙砂以高速喷射到需处理工件表面,使工件表面的外观发生物理变化,从而达到清理、去毛刺、粗糙化以及强化的目的。

因从外观、粒径无法区分A厂商与B厂商尼龙砂的差异,我们采用成分分析比对,深度解析两家厂商尼龙砂的成分信息,根据二者成分差异,判断其可能失效的原因。

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分析仪器

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分析图谱

4.1 A厂商尼龙砂的测试谱图(图2~图4)

图二

图三

图四

4.2 B厂商尼龙砂的测试谱图(图5~图7)

图五

图六

图七

4.3 工件表面白色异物的测试谱图(图8~图9)

图八

图九

4.4 A厂商与B厂商尼龙砂的EGA-MS测试对比谱图(图10)

图十

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测试结果

5.1 A厂商与B厂商尼龙砂全成分对比结果见下表(表2):

表二

*备注:

1. 带“*”号成份信息是根据部份元素谱图或裂解碎片信息推导得来。

2.己内酰胺与1,8-二氮环十四烷-2,9-二酮均为聚己内酰胺(尼龙6)中小分子量物质。

5.2 工件表面白色异物主要为尼龙6低聚物、己内酰胺以及1,8-二氮环十四烷-2,9-二酮。

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分析讨论

1. B厂商尼龙砂中的尼龙6低聚物、己内酰胺以及1,8-二氮环十四烷-2,9-二酮明显高于A厂商。

2. 白色异物来源于B厂商尼龙砂中的成分。

3. A厂商与B厂商尼龙砂成分差异,说明两家厂商所使用原材料的品质存在明显差异。

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分析检讨

B厂商尼龙砂中含有较多的低分子量物质(尼龙6低聚物、己内酰胺以及1,8-二氮环十四烷-2,9-二酮),这些物质的熔融温度明显低于聚己内酰胺(尼龙6),推测在尼龙砂高速喷射到处理工件表面时,产生局部高温,使低分子量物质熔融并附着在工件表面形成白色异物。

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改善建议

建议B厂商改善尼龙砂品质,降低尼龙砂中低聚物的含量。

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