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【失效分析】铝材表面湿度处理后脏污不良分析

发布时间:2024-04-10        浏览次数:89        返回列表
前言: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
【失效分析】铝材表面湿度处理后脏污不良分析

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

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

分析流程测试项目测试设备
产品调研
产品工艺调查/
产品装箱情况调查/
表面观察表面分析扫码电子显微镜
截面观察截面腐蚀观察金相显微镜
异物分析
元素分析EDS
官能团成份FTIR
成分解析PY-GCMS
结果结果分析/


03.测试结

3.1-不良处放大观察(显微镜及SEM)

样品不良处放大观察(显微镜及SEM)

样品不良处放大观察(显微镜及SEM)

3.2-不良处放大观察及元素分析(SEM+EDS)

样品正常处表面10000X观察



CAL总的
位置1
100100
位置2
100100


正常处表面10000X观察及元素含量


样品异常处表面10000X观察



COAL总的
位置129.0618.7352.20
100
位置226.7316.8456.44100


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。




样品名称主要成分
1#纸盒纤维素
2#白色泡棉聚乙烯(PE)
3#粉色泡棉聚乙烯(PE)
4#粉色袋子高密度聚乙烯(HDPE)


04.分析
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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