失效分析丨耳機用頭弓扣發生斷裂原因分析

引言

某耳機用頭弓扣，在使用過程中螺絲孔位置出現斷裂，現測試分析找出斷裂原因。

測試分析

1 形貌分析

對NG頭弓扣斷面進行形貌觀察如圖1-1所示：宏觀觀察，無明顯塑性變形，屬于脆性斷裂；起裂源無明顯溶劑腐蝕的痕跡，無明顯鑲嵌在樹脂內部的異物，起裂源周邊有擠壓痕跡，如圖1-2所示。

圖1-1 NG頭弓扣宏觀SEM圖片

圖1-2 NG頭弓扣A區SEM圖片

2 材質分析

2.1 主成分分析

對NG頭弓扣和OK頭弓扣主成分進行分析，得知兩者均為PC+ABS，如圖2-1所示：1775cm^-1歸屬于PC中C=O的伸縮振動特征峰；1162~1232cm^-1歸屬于PC中C-O-C伸縮振動特征峰；2233~2236cm^-1歸屬于ABS中C≡N伸縮振動特征峰。

圖2-1 NG頭弓扣及OK頭弓扣FTIR譜圖

2.2 有機助劑分析

對NG頭弓扣及OK頭弓扣進行裂解，分析其中含有的有機助劑，兩者無明顯差別，均含有紫外線吸收劑UV329、2,4-二叔丁基苯酚（抗氧劑）、紫外線吸收劑 UV-350、磷酸三苯酯阻燃劑，如圖2-2所示:

圖2-2 NG頭弓扣及OK頭弓扣Py-GCMS譜圖

3 熔融指數

對NG頭弓扣OK頭弓扣熔融指數進行分析，得知NG頭弓扣熔融指數在48.336g/min，OK頭弓扣熔融指數為46.740g/10min，NG頭弓扣熔融指數偏大，分子量越小，流動速率越大，熔融指數也會相應偏大，結果詳見表1。

表1 NG頭弓扣及OK頭弓扣MRF結果

4 GPC分析

對NG頭弓扣及OK頭弓扣分子量進行分析，得知NG頭弓扣數均分子量為19429、重均分子量均為37938，而OK頭弓扣數均分子量為24492、重均分子量為44594，NG頭弓扣數均分子量相對于OK頭弓扣下降了20%，重均分子量下降了近15%，結果詳見表2所示。

相對分子量是樹脂重要指標，相對分子量的大小直接決定了材料的性能。

表2 NG頭弓扣及OK頭弓扣GPC結果

5 力學性能

對OK件螺紋孔位置力學性能進行測試，平均值在593.3N，表現出韌性斷裂，而與NG同批次未斷裂頭弓扣最大力僅在158.3N，表現出脆性斷裂，兩者相差較大。

表3 力學結果

結論

綜上所述，可得以下結論：

頭弓扣出現斷裂的原因是材料相對分子量偏低，力學性能差，在使用過程中持續受力作用下發生脆斷。

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