1-rasm.Epoksi idishdagi kechiktirilgan yorilish odatda komponent chetlarida boshlanadi va qo'rg'oshin tashqi yuzadan emas - chiqadi. Yig'ma barcha dastlabki sinovlardan o'tadi; ishlamay qolgan 50-200 termal tsikldan keyin paydo bo'ladi.
Assambleya barcha malaka sinovlaridan o'tadi. Salom-pot: pass. Vizual tekshirish: toza. -40 darajadan +85 darajagacha bo'lgan termal zarba, 50 tsikl: o'tish. U jo'natadi. O'n to'rt oy o'tgach, birinchi dala qaytarmalari - tukli yoriqlar{10}}uy-joy interfeysida{11}}o'tkazgichning chiqish nuqtalarida delaminatsiya, jo'natish vaqtida toza o'lchangan birliklarda intervalgacha ochilgan holda keladi. Muhandislik guruhi kesmalarni-so‘raydi. Yoriqlar komponentlarda emas, balki epoksi idishda. Ishlab chiqarish rekordidagi davolanish jadvali to'g'ri ko'rsatilgan. Material o'zgarmagan. Tekshiruv "xizmat muddati kutilgan oʻzgaruvchanlik doirasidagi moddiy charchoq -" sifatida yakunlanadi.
Bu moddiy charchoq emas. Bu qoldiq stress bo'lib, davolash vaqtida o'rnatiladi, u hech qachon o'lchanmagan va - malaka ketma-ketligida paydo bo'lmagan, chunki kvalifikatsiya uni bo'shatish uchun zarur bo'lgan termal davrlarni o'z ichiga olmagan.Qalin bo'lakli epoksi idishda kechikib{0}}yorilish deyarli har doim moddiy nuqson emas, balki davolash jarayonidagi nuqsondir. Yoriq davolash paytida hosil bo'ladi. U maydonda paydo bo'ladi.
Ekzotermiya mexanizmi: Nima uchun qalin bo'laklar ingichka bo'laklardan farq qiladi
Epoksi oʻzaro bogʻlanish-ekzotermik reaksiya. Qatronlar va sertleştiricilar birlashganda va aralashma issiqlik ta'sirida bo'lganda, reaksiya pechdan issiqlikni yutishdan tashqari, o'z issiqligini hosil qiladi. Yupqa namunada - UL materialini sinash uchun ishlatiladigan turdagi - oʻz-oʻzidan hosil boʻlgan issiqlik-katta sirt-{7}}hajm nisbati orqali pech atmosferasiga tez tarqaladi. Namuna harorati butun quritish davri davomida pechning belgilangan nuqtasini yaqindan kuzatib boradi.
Qalin idishda - 20 mm quyma transformator yadrosi, to'ldirish chuqurligi 25 mm bo'lgan quvvat moduli - sirt-to{5}}hajm nisbati ancha past. Bo'limning yadrosidagi ekzotermik reaksiyadan keladigan issiqlik sirtga uzoq diffuziya yo'liga ega va hali to'liq reaksiyaga kirishmagan atrofdagi qatronlar issiqlik izolyatsiyasi vazifasini bajaradi. Asosiy harorat pechning belgilangan nuqtasidan oshib ketadi. 20 mm bo'lakning bir-bosqichli 120 daraja qattiqlashuvida, hatto pech 120 darajaga o'rnatilgan va sirt termojufti bilan qismning yuzasi 120 daraja o'lchangan bo'lsa ham, 140-165 darajali ichki haroratlar odatiy hol emas.
Bu haddan oshib ketish juda muhim, chunki oʻzaro{0}}bogʻlanish tezligi harorat bilan keskin ortadi. Pechning belgilangan nuqtasidan 20–45 daraja yuqori bo'lgan qismning yadrosi tashqi materialga qaraganda birlamchi kesishish-bog'lanishini sezilarli darajada tez yakunlaydi. Yadrodagi oʻzaro{6}}bogʻlanish tarmogʻi tashqi qatlamlar reaksiyaga kirishayotganda samarali tarzda “muzlatiladi”. Quritgandan so'ng yig'ma soviganida, ikkala mintaqa ham termal qisqaradi -, lekin ular turli boshlang'ich nuqtalardan va har xil tezlikda qisqaradi, chunki yadro allaqachon qattiq shishasimon qattiq modda bo'lib, tashqi qatlamlar tarmoq shakllanishini yakunlamoqda.
Natijada to'liq tiklangan qismda qulflangan kuchlanish holati- bo'ladi: tashqi materialdagi qoldiq cho'zilish kuchlanishi va yadrodagi qoldiq bosim kuchlanishi. Bu gipoteza emas - bu tez so‘ndirilgan shishadagi qoldiq kuchlanishga o‘xshash-quyuq qismli termosetni qayta ishlashda yaxshi tavsiflangan hodisa.
2-rasm.20 mm boʻlakning bir-bosqichli 120 daraja qattiqlashuvida, oʻzaro bogʻlovchi ekzotermani-bogʻlash vaqtida ichki harorat muntazam ravishda pechning belgilangan nuqtasidan 20–45 darajaga oshadi. Ikki{7}}bosqichli profil yuqori harorat bosqichi qoʻllanilishidan avval-80 darajadan oʻzaro bogʻlanishni boshlash orqali bu haddan oshib ketishni cheklaydi.
Nega Assambleya dastlabki sinovdan o'tadi
3-rasm.Bir{0}}bosqichli yuqori{1}}haroratda quritishdan so‘ng davolangan qism qulflangan{2}}stress holatida bo‘ladi: tashqi qatlamlarda qoldiq taranglik, yadroda qoldiq siqilish. Ushbu kuchlanish holati xizmatdagi tsiklik termal stressni qo'shib, charchoq yoriqlarining boshlanishini tezlashtiradi.
Bir bosqichli qalinlikdagi-qog'ozning tashqi idish materialidagi qoldiq kuchlanish kuchlanishi odatda xona haroratida epoksining maksimal kuchlanish kuchidan past bo'ladi. Toʻliq qotib qolgan qism qattiqlashayotganda - yorilib ketmaydi yoki boʻlsa, mikro-yoriqlar vizual tekshirishning aniqlash chegarasidan past boʻladi. Nominal kuchlanishda-pot sinovlari o'tadi, chunki ozgina kuchlanishli matritsaning samarali dielektrik kuchi kuchlanishsiz mos yozuvlardan sezilarli darajada farq qilmaydi.
Muammo termal tsikl ostida o'zini namoyon qiladi va mexanizm oddiy: past haroratdan yuqori haroratgacha bo'lgan har bir termal tsikl, epoksi, o'rnatilgan komponentlar va korpus o'rtasidagi CTE nomuvofiqligidan kelib chiqqan holda idish materialida tsiklik kuchlanish va bosim kuchlanishini hosil qiladi. Stress kontsentratsiyasi joylarida - burchaklar, komponentlarning chetlari, qo'rg'oshin chiqish nuqtalari va-uy-joy interfeysiga -qo'yiladigan - siklik kuchlanish amplitudasi eng yuqori. Qattiqlashuvdan qolgan qoldiq kuchlanish bu joylarda to'g'ridan-to'g'ri tsiklik kuchlanish kuchlanishiga qo'shiladi, chunki ikkalasi ham termal tsiklning isitish bosqichida bir xil yo'nalishda harakat qiladigan kuchlanish stresslaridir.
Birlashtirilgan kuchlanish amplitudasi - qoldiq qattiqlashuvchi kuchlanish va siklik termal stress - hali ham birinchi tsikldagi epoksining maksimal kuchlanish kuchidan past bo'lishi mumkin. U o'ziga xos qoldiq kuchlanish kattaligi, CTE nomuvofiqligi, termal sikl amplitudasi va kuchlanish konsentratorining geometriyasiga bog'liq bo'lgan bir qator tsikllardan so'ng charchoq yoriqlarini boshlash chegarasiga etadi. Shuning uchun muvaffaqiyatsizlik dastlabki sinovda emas, balki 50-200 tsikldan keyin paydo bo'ladi. Bu vaqt o'tishi bilan moddiy degradatsiya emas - bu stressning chegaraga to'planishi.
Nima uchun bu muvaffaqiyatsizlik tizimli ravishda noto'g'ri aniqlanadi
Dala nosozliklarini tekshirishda epoksi idish materialida yoriqlar aniqlanganda, bir nechta noto'g'ri identifikatsiyalar keng tarqalgan:
"moddiy charchoq"- epoksi charchoqda ishlamay qoldi, bu material dastur uchun etarli emasligini anglatadi. Haqiqiy mexanizm - bu qoldiq davolash stressi va tsiklik termal stressning kombinatsiyasi natijasida stress to'planishi. Davolanish jarayonini o'zgartirmasdan boshqa epoksi materialga o'tish nosozlikni takrorlaydi, chunki qoldiq stress mexanizmi materialga bog'liq emas,-protsessga bog'liqdir.
"Termik zarba shikastlanishi"- yig‘ilish noodatiy kuchli termal hodisaga duchor bo‘ldi. Bu ba'zan to'g'ri, lekin termal zarbadan yorilish naqshlari odatda tashqi yuzada boshlanadi va ichkariga tarqaladi. Qoldiq kuchlanish yoriqlari odatda ichki geometriya xususiyatlarida (komponent qirralari, qo'rg'oshin chiqishi) boshlanadi va tashqariga tarqaladi. Yoriqning kelib chiqish joyi kesmadagi ikkita mexanizmni ajratib turadi-.
"Idishning etarli darajada yopishmasligi"- epoksi substrat yoki korpusga yaxshi yopishmadi. Idishning korpusi interfeysidagi delaminatsiya{2}} sirtni yetarli darajada tayyorlamaslik natijasida yuzaga kelishi mumkin, lekin bu, shuningdek, qoldiq valentlik kuchlanishining o'zaro bog'lanish kuchidan oshib ketishi natijasida yuzaga kelishi mumkin. Ikkinchisi sirtni tayyorlashni talab qilmaydi - u toza, to'g'ri tayyorlangan sirtlarda qoldiq kuchlanish etarli darajada yuqori bo'lganda sodir bo'ladi.
"Komponent sifati"- komponent yetakchisi yoki tugatish amalga oshmadi. Yoriq komponent interfeysiga tarqaladigan hollarda, yorilish ko'rinishi komponentning buzilishi sifatida noto'g'ri aniqlanishi mumkin. Kesim tahlili{3}}komponentda boshlangan yoriq va uning atrofidagi epoksidan unga tarqaladigan yoriqni ajratib turadi.
Ushbu noto'g'ri identifikatsiyalarning aksariyatida davolanish jarayoni yozuvi muvaffaqiyatsizlikni tekshirishning bir qismi sifatida ko'rib chiqilmaydi. Ishlab chiqarish sayohatchisida ko'rsatilgan davolash jadvali - spetsifikatsiyasiga mos keladi, chunki spetsifikatsiyada qozon bo'limining yadrosida erishilgan harorat emas, balki pechning belgilangan nuqtasi va dasturlashtirilgan davomiyligi ko'rsatilgan. Qoldiq kuchlanish mexanizmi ishlab chiqarish rekordida ko'rinmaydi.
Ikki-bosqichli davolash profili: qoldiq stressni qanday kamaytiradi
Ikki-bosqichli davolash profili oʻzaro bogʻlanish reaktsiyasini ikki boshqariladigan bosqichga boʻlish orqali toʻgʻridan-toʻgʻri ekzotermiya mexanizmiga murojaat qiladi:
1-bosqich 80 darajaoʻzaro{0}}bogʻlanish reaksiyasini pastroq haroratda boshlaydi, bunda reaksiya tezligi sekinroq va vaqt birligida ekzotermik issiqlik hosil boʻlishi kamroq boʻladi. 80 gradusda tizim o'zaro{3}}bog'lanish zichligini - qurishni boshlaydi, agar tizim zudlik bilan 120 darajaga ta'sir qilganda yuzaga keladigan reaktsiya tezligining tez tezlashishini oldini oladi. Pastroq boshlang'ich reaktsiya tezligi o'z-o'zidan hosil bo'lgan ekzotermani-pasaytiradi va ichki haroratni pechning belgilangan nuqtasiga yaqinroq ushlab turadi. Oʻzaro{9}}bogʻlanish zichligi 1-bosqichda kesma chuqurligi boʻylab bir tekisda rivojlanadi.
2-bosqich 120 darajakeyin tizimni to'liq davolashga olib keladi. 2-bosqich boshlanganda, 1-bosqich tarmog'i 2-bosqichda qo'shimcha ekzotermani cheklash uchun yetarli darajada qattiqlikni ishlab chiqqan. Qolgan o'zaro{4}}bog'lanish 1-bosqich strukturasi tomonidan qisman cheklangan tarmoqda sodir bo'ladi va 2-bosqichda yadro va sirt o'rtasidagi harorat farqi bir darajaga nisbatan sezilarli darajada kamayadi{{17}}.
Natijada tashqi materialda qoldiq kuchlanish kamroq bo'lgan qattiqlashtirilgan qism paydo bo'ladi. Yig'ma hali ham qoldiq stressga ega - hech qanday davolash jarayoni uni butunlay yo'q qilmaydi -, lekin kattalik yetarli darajada kamayadi, shuning uchun qoldiq kuchlanishning umumiy amplitudasi va tsiklik termal kuchlanish ancha uzoqroq xizmat qilish muddati uchun charchoq yoriqlarini boshlash chegarasidan past qoladi.
Bu nazariy dalil emas. Bu empirik tarzda kuzatilgan: bir xil qozon materialida bir bosqichda 120 daraja qattiqlashuv bilan kechikkan yorilish-bo‘lgan yig‘ilishlar ikki bosqichli profilga o‘tgandan so‘ng, material, geometriya yoki boshqa jarayon parametrlarini o‘zgartirmasdan xizmat muddatini uzaytirdi. Davolash jadvali o'zgaruvchan.
Malaka imtihonidagi kritik bo'shliq
Idishdagi yig'ilishlar uchun standart malaka sinovlari ketma-ketliklari odatda cheklangan miqdordagi termal tsikllarni o'z ichiga oladi - 50 dan 100 tsiklgacha, IEC va UL standartlarida ma'lum uskunalar toifalari uchun keng tarqalgan. Bir bosqichli davolashdan qolgan qoldiq stressga ega bo'lgan qalin-bo'lakli idish yig'indisi 50 yoki hatto 100 termal tsikldan o'tishi mumkin, bu yig'indisi kuchlanish yorilish boshlanishi chegarasiga yetguncha. Ishlashda 150–200 tsiklda nosozlik yuz berganda -, bu kuniga bir yoki ikki termal siklda 12–18 oylik ishlashga toʻgʻri kelishi mumkin - malaka ketma-ketligi bunga taʼsir qilmadi.
Bu tizimli bo'shliq: malaka to'g'ri bajarildi, sinovdan o'tdi, ammo muvaffaqiyatsizlik rejimi sinovdan ko'ra uzoqroq tsikl shkalasida ishlaydi. Sog'ayish jarayoni qoldiq stressni keltirib chiqaradigan dizaynlar uzoqroq malakali termal sikl ketma-ketligini yoki standart malaka siklini hisoblash xizmat muddatini haqiqatda bashorat qiladigan darajaga qoldiq stressni kamaytiradigan davolash jarayonini talab qiladi.
Ikki-bosqichli davolash profili qoldiq kuchlanish hajmini pasaytiradi, bu esa har bir sikl uchun umumiy kuchlanish amplitudasini kamaytiradi. Bu, malakali ketma-ketlikda bir xil termal sikl soni bilan birgalikda, sinovning nosozlik holatini aniqlay olmasligi bilan cheklangan ishonchni emas, balki haqiqiy ishonchni ta'minlaydi.
Joriy dizayn xavf ostida yoki yo'qligini aniqlash
Quyidagi dizayn va jarayon sharoitlari qalin kesmali epoksi idishda yuqori qoldiq stress xavfini bildiradi:
Idishning chuqurligi har qanday o'lchamda 10 mm dan oshadi.
Hozirgi davolash taqvimi bir bosqichli{0}}100 daraja yoki undan yuqori.
- qotish vaqtida ichki haroratning termojuft monitoringi faqat sirt yoki pech havosi harorati qayd etilmaydi.
Muvaffaqiyatsizlik tarixi xizmat ko'rsatishda bir nechta termal davrlardan keyin paydo bo'lgan yoriqlarni ko'rsatadi, yig'ilishlar dastlabki tekshiruvdan o'tadi.
Kesimdagi yoriqlar -tashqi yuzada emas, balki komponent chetlarida, oʻtkazgich chiqishlarida yoki ichki geometriya xususiyatlarida - boʻladi.
Malakaviy termal tsikllar soni 50 tsikl yoki undan kam edi va xizmat muddati 200 yoki undan ortiq termal tsiklni o'z ichiga olishi kutilmoqda.
Amaliy tekshirish bosqichi sinov namunalarini ishlab chiqarish qismining haqiqiy qalinligi va quritish jadvalida ishlab chiqarish, bo'limning o'rtasiga termojuftni o'rnatish va quritish paytida haqiqiy asosiy harorat rejimini qayd etishdan iborat. Agar o'zaro{1}}bog'lanish bosqichida ichki harorat pechning belgilangan nuqtasidan sezilarli darajada oshib ketsa, ekzotermiya mexanizmi faol bo'ladi va qoldiq kuchlanish hosil bo'ladi.
HDT, Tg va RTI: Operatsion konvertni aniqlaydigan termal xususiyatlar
Toʻgʻri bajarilgan ikki bosqichli davolash profili toʻliq nominal termal xususiyatlarga ega boʻlgan qattiqlashtirilgan materialni ishlab chiqaradi: Tg 117,8 daraja TMA (ASTM E831), HDT 130 daraja, RTI 130 daraja UL fayli E120665 ostida. Ushbu qiymatlar qattiqlashtirilgan yig'ish uchun operatsion konvertni belgilaydi:
Tg 117,8 daraja- termomexanik tahlil orqali oʻlchangan shisha oʻtish harorati; Buni CTE byudjeti hisob-kitoblari va o'lchovli barqarorlik tahlili uchun foydalaning. Tg dan yuqori bo'lsa, CTE 49,772 ppm/darajadan (1, Tg dan past) 148,482 ppm/darajaga (2, Tg dan yuqori) - taxminan 3 marta o'sadi.
HDT 130 daraja- qattiqlashtirilgan material standart 1,8 MPa yuk ostida og'ish harorati; Buni yuqori haroratda mexanik yuk-ko'tarish uchun foydalaning.
RTI 130 daraja- uzluksiz elektr va mexanik xususiyatlarni saqlash uchun UL reytingi; E532/H532 (RTI 90 daraja) reytingidan tashqarida bo'lgan 90 darajadan yuqori uzluksiz xizmat ko'rsatishni talab qiladigan dizaynlar E536/H536 reytingiga kiradi.
Bu termal xususiyat qiymatlariga faqat ikki bosqichli davolash toʻgʻri bajarilganda erishiladi. Faqat 1-bosqichni - yoki 1-bosqichni yetarli boʻlmagan haroratda - olgan yigʻilishda Tg va HDT bu qiymatlardan past boʻladi. Ishlab chiqarish partiyalari bilan birga davolangan va HDT uchun sinovdan o'tgan guvoh namunalari jarayonni amaliy tekshirishni ta'minlaydi: 130 darajadan pastroq o'lchangan HDT 2-bosqich to'liq davolanmaganligini ko'rsatadi.
Qalin-bo'limga yotqizish uchun tegishli mahsulot
E536/H536 ikki komponentli, UL 94 V-0-olovga chidamli epoksi idish aralashmasi boʻlib, qalin qatlamli ilovalar uchun maxsus ishlab chiqilgan, bunda qattiqlashuvchi stress asosiy nosozlik mexanizmi hisoblanadi. Uning ikki bosqichli davolash profili (80 daraja × 2 soat + 120 daraja × 4 soat) 1-bosqichda asosiy ekzotermiyani cheklaydi va 2-bosqichda toʻliq xususiyat rivojlanishiga erishadi. RTI 130 daraja, HDT 130 daraja, Shore D 89 va minimal UL sertifikati qalinligi 14 mm dan 14 mm gacha. E120665.
Bu issiqlik o'tkazuvchanligi 0,5 Vt/m·K dan yuqori bo'lgan ilovalar uchun (buning uchun E533/H533 dan foydalaning) yoki xona{3}}haroratiga chidamli ishlab chiqarish muhitlari uchun (buning uchun E532/H532 dan foydalaning) mos kelmaydi. Ikki{7}}bosqichli quritish profili 80 daraja va 120 daraja haroratda, boshqariladigan rampa va ushlab turish vaqtlari bilan pechning ishlashini talab qiladi.
👉 🔗 E536/H536 Mahsulot sahifasi - Texnik maʼlumotlar, TMA sinov hisoboti, Ilovaga oid eslatmalar
Asosiy muhandislik savollari
Joriy yig'ilishda davolanish jarayonidan qolgan stress bor yoki yo'qligini qanday bilsam bo'ladi?
To'g'ridan-to'g'ri usul - termojuftni qozon bo'limining o'rtasiga joylashtirish va quritish paytida ichki haroratni qayd etish. Agar o'zaro bog'lanish bosqichida ichki harorat pechning belgilangan nuqtasidan 10-15 darajadan oshib ketsa, u holda qoldiq kuchlanish hosil bo'ladi. Bilvosita usul - bu malakali ketma-ketlikdan (masalan, 500 tsikl) sezilarli darajada yuqori bo'lgan tsikllar soniga tezlashtirilgan termal aylanishni amalga oshirish va yoriqlar paydo bo'lish joylarini tekshirish. Tashqi yuzadan emas, balki ichki geometriya xususiyatlarida boshlangan yoriqlar haydovchi sifatida qoldiq stress bilan mos keladi.
Mavjud assambleyada bitta-bosqichdan ikki{1}}bosqichli davolash jadvaliga o‘tsam, qayta malakaga ega bo‘lishim kerakmi?
Ko'pgina hollarda, ha -, hech bo'lmaganda, davolash jarayonining o'zgarishi ishlab chiqarish jarayoni spetsifikatsiyasida aks ettirilishi va qattiqlashtirilgan xususiyatlar dizayn talablariga javob berishini tasdiqlash uchun sinov namunalarida tasdiqlanishi kerak. UL{2}}roʻyxatga kiritilgan yakuniy mahsulotning bir qismi boʻlgan yigʻilishlar uchun idishli aralashmani davolash jadvaliga kiritilgan oʻzgartirish roʻyxatga olish organi tomonidan bildirishnoma yoki qayta-baholash talabini keltirib chiqarishi mumkin. Jarayonni o'zgartirishni amalga oshirishdan oldin buni tasdiqlash kerak. Tekshiruv oldingi davolash jadvalida paydo bo'lgan nosozlik rejimi yangisida ko'rinmasligini tasdiqlash uchun etarli bo'lgan tsikllar soniga termal aylanishni o'z ichiga olishi kerak.
Yakunlangan yig'ilishlarda qoldiq stressni-buzuvchisiz o'lchash mumkinmi?
Fotoelastiklik yoki mikro-Raman spektroskopiyasi kabi usullar yordamida epoksidagi qoldiq kuchlanishni-buzuvchisiz o‘lchash texnik jihatdan mumkin, ammo bu oddiy ishlab chiqarish vositalari emas. Ishlab chiqarishni tekshirish uchun-buzg'unchi kesma tahlili, so'ngra mikroskopik yoriq tekshiruvi amaliyroq. Ishlab chiqarishni tekshirishning eng qulay vositasi guvoh namunasidir: har bir ishlab chiqarish partiyasi bilan bir vaqtda ishlab chiqariladigan, saqlanadigan va vaqti-vaqti bilan termal aylanish va kesma tekshiruvi-tasviridan o'tkaziladigan qattiqlashtirilgan namunadir. Guvoh namunasidagi og'ish ishlab chiqarish partiyasida mavjud bo'lgan narsalarni bashorat qiladi, lekin kafolat bermaydi.
Keyingi qadamlar - Fong Yong Chemical bilan bog'laning
