濕熱老化的案例
揭秘！關于PCB板組件電性能失效的分析方法
01、 定制試驗方案
結合客戶需求，推薦采用失效環境模擬對樣品進行老化、然后分析對比老化前后的性能，包括宏觀性能檢查和微觀結構分析。而對于在試驗過程中出現PCB組件結構件的失效采用成分分析。最終協助客戶評估該PCB板組件的整體電性能穩定性。
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2、
結果分析
經過濕熱老化和冷熱沖擊實驗，我們發現PCB板組件在冷熱沖擊老化前后宏觀性能檢查通過，微觀結構形貌分析通過；然而濕熱老化后PCB板雖然宏觀性能亮燈檢查通過，但是其組件塑料蓋部分和PCB板部分均出現變形和氣泡等失效現象。然后我們通過光譜、熱分析、色譜、質譜等試驗方法對失效件進行成分分析發現樣品主要材料為PC/ABS，并含有大量的雙酚A低分子物質，其玻璃化和熔點偏低，熱失重曲線只發現ABS的分解溫度，未發現PC的分解溫度，并且發現失效件含有較多易遷移的增塑劑，穩定劑含量較低。
因此最終判定樣品失效可能主要是由于材料本身配方問題。
展開 基于實驗設計的ABS樹脂老化原因與壽命預測方法
由此可認為，ABS 樹脂在熱老化過程中，變色程度不僅受 ABS 樹脂本身黃化影響，而且樹脂中含有的金屬離子雜質可能也會影響其變色。
圖 6 不同 ABS 樹脂受熱老化的顏色變化
2.2.4 濕熱老化
結果與熱老化基本一致，也是本體法 ABS 樹脂耐濕熱老化優于乳液法 ABS 樹脂，且不同本體法 ABS 樹脂的變色差異不明顯而不同乳液法 ABS 樹脂的變色差異大。
圖 7 不同 ABS 樹脂受濕熱老化的顏色變化
2.3 ABS 樹脂在不同老化條件下的比較
對比圖 2(a) 和圖 4(a)、圖 3(a) 和圖 5(a) 可知，無論是乳液法 ABS 樹脂還是本體法 ABS 樹脂，經戶外暴曬和氙燈老化，其顏色變化趨勢都是初期先增大再減小，之后持續增大的過程。這預示著自然暴曬和氙燈老化具有一定的相關性。
對比兩者變色程度，可以發現氙燈老化使 ABS 樹脂在較短時間內快速變色，而戶外暴曬則只能使其緩慢地變色。如果能找到兩者的相關性，則可使用氙燈老化來近似替代戶外老化，就不用通過長期的戶外暴曬試驗來評價材料的耐候性，從而極大地縮短耐候產品的開發周期。以色差為評價指標，對比乳液法 ABS 樹脂和本體法 ABS 樹脂的戶外暴曬和氙燈老化色差數據，可以發現，對于本體法 ABS 樹脂，氙燈老化 28 天的色差變化近似相當于在廣州戶外暴曬 90 天所產出的色差，而對于乳液法 ABS 樹脂，氙燈老化 35 天反映了廣州戶外暴曬約 90 天的色差變化。
從圖 6(a) 和圖 7(a) 可以看出，ABS 樹脂在無紫外光照射條件而僅受熱氧、濕熱作用下的變色較弱。結合戶外和氙燈老化的變色可知，ABS 樹脂在有紫外光照射時變色非常快速。所以，光照是 ABS 樹脂在戶外變色的主要原因。
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三、熱老化
主要參考標準：GB/T 7141、ASTM D3045、JIS K 6257等。
熱老化箱具有程序設定功能，可以通過程序設定溫度變化，適合各種產品熱老化的需要。
主要應用范圍：各種產品耐熱老化測試，如PCB板、電器中絕緣橡膠、長壽命需求產品（如斜拉索大橋用外套料，使用年限要20年以上）等，考察材料隨著使用時間的推移，產品性能的變化狀況，考察產品使用的可靠性。
四、濕熱老化
主要參考標準：通用標準有GB/T 15905、GB/T 2573等。
另外還可以根據不同的產品標準、企業標準設定濕度、溫度的變化曲線，適合各種復雜的濕熱老化測試。產品使用過程中，容易受到溫度和濕度的雙重影響，對于一些對水敏感的材料，如PET、PBT等，需要進行濕熱老化測試，以評定是否適合在潮濕的環境下長期使用。
五、鹽霧老化
主要參考標準： GB/T 10125、GB/T 12000、ASTM D117 、JIS Z 2371等
標準進行中性鹽霧、酸性鹽霧、銅離子加速鹽霧測試。主要用于模擬大氣中的溶解于水蒸汽中的氯化鈉對涂層、鍍層等保護程以及金屬地材的腐蝕作用，尤其是沿海地區及內陸鹽湖周邊地區，空氣中鹽分較高，產品很容易受到鹽霧腐蝕。主要適用產品：各類涂料，如建筑外墻涂料、船用涂料、貨柜用涂料等，各類鍍層。
六、臭氧老化
主要參考標準：GB/T 7762、GB/T 24134、GB/T 13642、HG/T 2869、JIS K 6259、ASTM D 1149。主要考察橡膠耐臭氧性能（橡膠中含有大量雙鍵，容易受到臭氧攻擊，尤其是在動態使用或者是拉伸時，臭氧對橡膠的破壞更加嚴重），也可以考察TPU、EPDM等新型彈性體的抗臭氧性能。
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4.采用高溫老化、濕熱老化以及高低溫老化試驗來模擬長時間使用后，導熱系數基本不變，說明導熱硅膠墊在長時間使用過程中導熱系數基本不變，即可認定為導熱硅膠墊的導熱性能滿足長時間使用需求。
高分子材料常見的幾種老化試驗
▎相關測試標準：
GB/T 7141 塑料老化試驗方法
GB/T 3512 硫化橡膠或熱塑性橡膠 加熱老化和耐熱試驗
ASTM D5510 Heat Aging of Oxidatively Degradable Plastics
JIS K 6257 硫化橡膠和熱塑性橡膠 熱老化性能測定
2.溫濕老化試驗
在大氣環境下，溫度（熱）和濕度（水分）都會導致高分子材料的老化。濕熱老化試驗通過模擬溫度和濕度環境對高分子材料進行加速老化，以評估材料在應用過程中的耐溫度和濕度的老化性能。
▎測試儀器：
濕熱老化試驗箱
▎適用產品范圍：塑料、橡膠等高分子材料。
▎樣品要求:
試驗樣品應在不包裝、不通電、準備使用狀態或按有關標準的其他規定放入試驗箱中。如沒有規定特定的安裝架，那么安裝架的熱傳導應盡可能低，使得實際上對所有的試驗樣品都是絕熱的。
▎相關測試標準：
GB/T 2423.3：試驗Cab: 恒定濕熱試驗
GB/T 2423.4：試驗Db: 交變濕熱試驗
GB/T 15905 硫化橡膠濕熱老化試驗方法
GB/T 2573 玻璃纖維增強塑料老化性能試驗方法
ASTM D2126 Response of Rigid Cellular Plastics to Thermal and Humid Aging
3.臭氧老化試驗
臭氧在大氣中的含量很少卻是橡膠龜裂的主要因素，特別是對含雙鍵的橡膠材料，有極強的破壞能力。
臭氧老化的試驗方法，就是將橡膠試樣在靜態或動態應變條件下置于含一定濃度的臭氧和溫、濕度的環境中曝露，觀測試樣性狀的變化，以評價橡膠的耐臭氧老化性能，并以此為依據制定積極的防護措施。
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2.2結果與討論
本試驗選取再生料PE測試高溫高濕高壓下不同老化時間的形貌變化，測試條件結果如下：
1）二維圖表征
如表所示1分別為PE-N，PE-NW和PE-W試樣在老化22h、44h、405h后試樣的光學顯微鏡圖像， 從表1可以看出PE-N的原始試樣的光學顯微鏡圖像，試樣表面光滑，缺陷少，PE-NW和PE-W的原始試樣材料表面出現少許劃傷和劃痕。隨著高溫高濕高壓測試時間增加，到22h，405h時PE-NW和PE-W樣品表面從開始局部出現大小不一的圓形氣泡，到表面布滿氣泡。可以直觀看出PE-N從22h后表面才開始出現少許明顯氣泡，PE-W和PE-NW從22h開始就出現了很多的明顯氣泡，全新料氣泡分布疏，再生塑料氣泡分布密。觀察22h 和405h圖片表明，PE-NW和PE-W試樣在高壓濕熱環境中出現孔洞等缺陷，在高壓濕熱環境中放置時間越長，缺陷越嚴重。
表1 PE材料樣品高溫高濕高壓老化前后表面二維形貌圖（比例尺為750μm）
從表2中可知，在相同老化時間內，全新料表面氣泡數量最少，全再生料氣泡數量最多，且隨著老化時間的變化，出現氣泡數量越來越多，可根據試樣在不同老化時間出現氣泡數量的變化進一步驗證不同PE再生塑料含量的老化壽命情況，從表1可知，在老化時間為22h時，PE-NW和PE-W開始出現氣泡，氣泡數量PE-W > PE-NW > PE-N，可判斷在高溫高壓高濕下對PE-W材料的影響最大，對PE-N影響最小。
展開 群聊技術趴 | 面對高壓、高頻的新需求，能否重新梳理一份新能源汽車線束的系統化測試大綱？
對于新能源汽車而言，高壓大電流與高頻信號并存，電氣測試必須做到精準量化：
? 絕緣電阻（防漏電）： 采用DC 500V進行測試，常態下線間及線地電阻需≥100MΩ；濕熱環境老化后必須≥5MΩ。絕緣不達標，在高壓系統中極易引發嚴重的短路及熱失控。
? 耐壓性能（抗瞬態過壓）： 低壓線束需承受AC 500V，而高壓動力線束通常需承受AC 1500V至更高等級，持續1分鐘無擊穿、漏電，適配車輛運行中的浪涌工況。
? 接觸電阻與電壓降（防發熱）： 低壓線束接觸電阻需≤0.5mΩ，高壓需≤1mΩ。額定電流下，端子間壓降需滿足低壓≤50mV、高壓≤100mV，確保模塊正常取電且接頭不過熱。
? 屏蔽效能（EMC電磁兼容）： 針對智駕高頻同軸線，需依據CISPR 25標準測試30MHz-1GHz頻段的屏蔽衰減，覆蓋率≥85%，杜絕電磁干擾導致雷達/攝像頭信號失真。
▲ 高壓過流升溫試驗
核心大綱二：機械性能指標 —— 驗證"抗造耐用性"
機械測試絕不是簡單的"拉扯"，而是對長期動態工況的模擬：
? 三軸振動測試： 在5-2000Hz頻率、20g加速度下，進行XYZ三軸持續數十乃至上百小時的振動疲勞測試。及格線：線束無斷裂、端子無退針，瞬斷時間≤1μs。
? 彎曲與拉伸強度： 彎曲壽命需達到線束半徑5D彎曲10萬次且絕緣層無開裂。拉伸位移量必須處于極小的允差范圍內。
? 插拔耐久性： 新能源車模塊化設計導致插拔頻繁。通常要求高壓線束插拔數百次后，插拔力衰減≤15%，接觸電阻無明顯劣化。
▲ 插拔力測試
核心大綱三：環境適應性指標 —— 挑戰"抗逆生存力"
加速老化暴露高分子絕緣材料和金屬端子在全生命周期內的失效模式：
? 極端溫度循環： 執行-40℃至+85℃循環。
展開 車載屏幕類測試：守護智能座艙的“顏值”與“靈魂”
濕熱老化測試： 驗證屏幕在高溫高濕環境下的防潮、防霧和抗老化能力。
機械振動與沖擊測試： 模擬車輛行駛在顛簸路面時的振動和意外沖擊，確保屏幕內部結構、連接器和焊點牢固。
耐刮擦與硬度測試： 測試屏幕表面涂層的抗刮擦能力（如鉛筆硬度），確保在日常使用中不易留下劃痕。
4. 功能與兼容性測試
系統交互測試： 測試屏幕與車機系統、CAN/LIN總線、各類傳感器（如光線傳感器）的通信與協同工作是否正常。
電磁兼容性測試： 確保屏幕工作時不會產生過量的電磁干擾，同時也能抵御來自車輛其他部件的電磁干擾。
三、 測試挑戰與未來趨勢
隨著技術的演進，車載屏幕測試也面臨著新的挑戰：
大尺寸與異形屏： 傳統的測試工裝和算法需要適配越來越大的尺寸和不規則的屏幕形狀。
高刷新率： 90Hz、120Hz甚至更高刷新率的屏幕，對測試設備的采樣率和處理能力提出了更高要求。
新材料與新工藝： 如Mini-LED、OLED、曲面屏、貼合工藝等，需要開發新的測試方法和標準。
智能化測試： 引入機器視覺、人工智能等技術，實現測試的自動化、智能化，提升測試效率和覆蓋率。
北京沃華慧通測控技術有限公司：車載屏幕測試的可靠伙伴
面對日益復雜的車載屏幕測試需求，選擇一位經驗豐富、技術領先的合作伙伴至關重要。北京沃華慧通測控技術有限公司，作為國內領先的測控解決方案提供商，深度聚焦于汽車電子測試領域，為客戶提供從實驗室研發到生產線終檢的全方位、高標準測試服務。
在車載屏幕類測試方面，沃華慧通具備以下核心優勢：
一站式測試方案： 提供從光學、觸感到環境可靠性、功能交互的完整測試平臺搭建與服務，覆蓋所有主流測試標準。
展開 Simright助力醫療器械檢測實驗室通過CNAS資質認定
公司業務涵蓋醫療器械類產品機械物理性能檢測、醫療器械FDA、CE、cFDA機械物理性能檢測咨詢、研發測試設計、有限元分析、汽車類安全性能測試、整車及零部件級點爆測試、整車及零部件級濕熱老化測試及溫度沖擊測試、電池箱防爆測試、各種汽車零部件定制化測試、高度定制化實驗儀器研發制作、實驗室系統管理軟件研發等。
關于數巧
上海數巧信息科技有限公司（數巧科技）致力于開發國產自主的云端CAE仿真軟件和協同仿真平臺。通過數值仿真技術、最優化算法和基于云的協同系統，為企業的產品設計研發賦能，提升產品性能、縮短研發周期。數巧科技的核心團隊來自Altair、Autodesk等知名CAD/CAE軟件公司。公司自成立以來一直聚焦于云端CAE軟件方向。經過幾年的發展，已形成了多項擁有自主知識產權的云端CAE核心技術。私有云CAE產品和技術已獲得包括中國商飛、上海電氣、中國一汽、ICT行業某世界500強企業等重量級用戶的采購。公有云SaaS化CAE平臺simright.com注冊用戶已過萬，其中40%來自海外。
上海數巧信息科技有限公司
電話：021-50331908
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展開 【材料知識】橡膠材料種類及性能參數大匯總---速看速收藏
2.6 耐老化性能
橡膠受氧（空氣）、臭氧、熱、光、水分和機械應力等因素的作用后會引起性能變壞，稱為橡膠的老化。橡膠的耐老化性能可通過自然老化和人工加速老化試驗（熱老化、濕熱老化、臭氧老化等）測定。耐老化性可用老化后試樣的強度、伸長率或硬度等性能的變化表示，也可用老化系數表示，即老化后試樣的拉伸強度、扯斷伸長率或拉伸強度與扯斷伸長率的相乘積與原始值之比，相應地稱為按拉伸強度計算的老化系數（簡稱按強度計老化系數）、按扯斷伸長率計算的老化系數（簡稱按伸長計老化系數）或按抗張積計算的老化系數（簡稱按抗張積計老化系數）。
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展開 材料老化測試中遇到的問題及解決方法
因此，GB/T8814-2004 《門、 窗用未增塑聚氯乙烯 （PVC-U） 型材》 中， 既規定了光氧老化試驗方法， 采用 GB/T 16422.2 《塑料實驗室光源曝露試驗方法第二部分：氙弧燈》老化 4000h 或 6000h，模擬了室外紫外光及可見光、溫度、 濕度、降雨等因素，同時又規定了熱氧老化項目：加熱后狀態，150℃放置 30min，目測觀察是否出現氣泡、裂 紋、麻點或分離現象，以考察型材的耐熱性能。又如我國在國際市場上有競爭力的一個產品：外貿出口鞋。在 使用過程中，陽光中的紫外線是引起鞋子變色、褪色的主要原因，因此，有必要用紫外燈箱對其進行耐黃變測 試。常用的鞋類耐黃變試驗箱采用 30WUV 燈，樣品離光源 20cm，照射 3h 后觀察顏色變化。同時，在運輸過 程中，集裝箱內悶熱、潮濕的惡劣環境會引起鞋面、鞋底、膠水的變色、斑點，甚至是變質。因此，在裝船運 輸之前，有必要考慮進行耐濕熱老化試驗，模擬集裝箱內高熱、高濕環境，在 70℃、95％相對濕度的條件下， 進行 48h 試驗后觀察外觀、顏色變化。
2 人工加速老化光源的選擇
實驗室光源曝露試驗因為可以在一個試驗箱中同時模擬大氣可見環境中的光、氧、熱和降雨等因素，是目前 較為常用的一種人工加速老化試驗方法，在這些模擬因素中，又以光源最為重要。經驗表明，陽光中引起高分 子材料破環的波長主要集中在紫外線及部分可見光。目前使用的人工光源都力圖使在此波長區間內的能譜分布 曲線與太陽光譜接近，模擬性和加速倍率是選擇人工光源的主要依據。經歷了約一個世紀的發展，實驗室光源 已有封閉式碳弧燈、陽光型碳弧燈、熒光紫外燈、氙弧燈、高壓汞燈等各種光源供選擇。國際標準化組織(ISO） 中與高分子材料相關的各技術委員會主要推薦使用陽光型碳弧燈、熒光紫外燈、氙弧燈三種光源。
展開 
人工老化試驗，如何選擇光源？碳弧、紫外還是氙?。?/span>
材料老化測試
國高材分析測試中心可依據GB、ISO、ASTM等測試標準，通過熱氧老化箱、氙燈老化試驗機、碳弧老化試驗箱和紫外老化試驗箱等老化設備，測定材料的可靠性指標。
【科普】淺析結構粘合劑在汽車制造中的作用
結構粘合劑多利用環氧樹脂、橡膠、丙烯酸酯和聚氨酯等配置，由于環氧樹脂優異的機械性能和耐老化濕熱性能，目前多選用增韌環氧樹脂來開發車用的結構粘合劑。
使用結構粘合劑的一大好處是增加車身的剛度。和點焊工藝相比，結構粘合劑能夠從點連接擴展到面連接，這有助于消除應力集中點并減少焊點受力，達到增加車身耐久性的目的。2018 款奧德賽車身研發主管Nicholas Goldsberry 提及第五代奧德賽在使用長達44米的結構粘合劑后節約了5千克的額外沖壓件和增強材料，而車輛的扭轉剛度提高了10%。
其次，使用結構粘合劑還可以提升車身的NVH性能，原因在于結構粘合劑可填充鈑金件之中的空隙。奇瑞工程師團隊曾通過CAE分析，利用結構粘合劑車身重量只增加了0.44kg，但白車身整體扭轉模態提高了0.74Hz，整體彎曲模態提高了0.98Hz，扭轉剛度提高了12.4%，彎曲剛度提高了12%。并且在使用了結構粘合劑之后，白車身的一階扭轉應變能力分布更為均勻，減少了應變能集中的區域有利于車身結構載荷的分布。
乘車結構粘合劑有助于提升車身剛性和抗沖撞擊性
要采用結構粘合劑，并不僅僅材料準備好就行。應用的溫度必須保持一定；為了使基材表面具備良好的粘附性，還需要進行清潔、打磨等處理工藝；選擇合適的粘合劑并配備涂膠機器人。同時，結構粘合劑仍需提升環境耐蝕性和長期耐久性，對于越來越多的新材料出現，也需要更多的結構粘合劑來應對。
目前，在結構粘合劑的使用上歐美廠商顯得更開放一些，從上世紀90年代開始豪華廠商就開始引進這一工藝，如今不少緊湊型車型也開始使用結構粘合劑用于車身制造，只不過和豪華車相比，使用的長度差距是顯而易見的。比如說配備碳纖維車身的寶馬i系列電動車，車身的粘合是通過長達160米的結構粘合劑來完成的。
展開 結構粘合劑在汽車制造中的作用解析
結構粘合劑多利用環氧樹脂、橡膠、丙烯酸酯和聚氨酯等配置，由于環氧樹脂優異的機械性能和耐老化濕熱性能，目前多選用增韌環氧樹脂來開發車用的結構粘合劑。
使用結構粘合劑的一大好處是增加車身的剛度。和點焊工藝相比，結構粘合劑能夠從點連接擴展到面連接，這有助于消除應力集中點并減少焊點受力，達到增加車身耐久性的目的。2018 款奧德賽車身研發主管Nicholas Goldsberry 提及第五代奧德賽在使用長達44米的結構粘合劑后節約了5千克的額外沖壓件和增強材料，而車輛的扭轉剛度提高了10%。
其次，使用結構粘合劑還可以提升車身的NVH性能，原因在于結構粘合劑可填充鈑金件之中的空隙。奇瑞工程師團隊曾通過CAE分析，利用結構粘合劑車身重量只增加了0.44kg，但白車身整體扭轉模態提高了0.74Hz，整體彎曲模態提高了0.98Hz，扭轉剛度提高了12.4%，彎曲剛度提高了12%。并且在使用了結構粘合劑之后，白車身的一階扭轉應變能力分布更為均勻，減少了應變能集中的區域有利于車身結構載荷的分布。
乘車結構粘合劑有助于提升車身剛性和抗沖撞擊性
要采用結構粘合劑，并不僅僅材料準備好就行。應用的溫度必須保持一定；為了使基材表面具備良好的粘附性，還需要進行清潔、打磨等處理工藝；選擇合適的粘合劑并配備涂膠機器人。同時，結構粘合劑仍需提升環境耐蝕性和長期耐久性，對于越來越多的新材料出現，也需要更多的結構粘合劑來應對。
目前，在結構粘合劑的使用上歐美廠商顯得更開放一些，從上世紀90年代開始豪華廠商就開始引進這一工藝，如今不少緊湊型車型也開始使用結構粘合劑用于車身制造，只不過和豪華車相比，使用的長度差距是顯而易見的。比如說配備碳纖維車身的寶馬i系列電動車，車身的粘合是通過長達160米的結構粘合劑來完成的。
展開 結構粘合劑在汽車制造中的作用解析
結構粘合劑多利用環氧樹脂、橡膠、丙烯酸酯和聚氨酯等配置，由于環氧樹脂優異的機械性能和耐老化濕熱性能，目前多選用增韌環氧樹脂來開發車用的結構粘合劑。
使用結構粘合劑的一大好處是增加車身的剛度。和點焊工藝相比，結構粘合劑能夠從點連接擴展到面連接，這有助于消除應力集中點并減少焊點受力，達到增加車身耐久性的目的。2018 款奧德賽車身研發主管Nicholas Goldsberry 提及第五代奧德賽在使用長達44米的結構粘合劑后節約了5千克的額外沖壓件和增強材料，而車輛的扭轉剛度提高了10%。酚醛樹脂價格
其次，使用結構粘合劑還可以提升車身的NVH性能，原因在于結構粘合劑可填充鈑金件之中的空隙。奇瑞工程師團隊曾通過CAE分析，利用結構粘合劑車身重量只增加了0.44kg，但白車身整體扭轉模態提高了0.74Hz，整體彎曲模態提高了0.98Hz，扭轉剛度提高了12.4%，彎曲剛度提高了12%。并且在使用了結構粘合劑之后，白車身的一階扭轉應變能力分布更為均勻，減少了應變能集中的區域有利于車身結構載荷的分布。
乘車結構粘合劑有助于提升車身剛性和抗沖撞擊性
要采用結構粘合劑，并不僅僅材料準備好就行。應用的溫度必須保持一定；為了使基材表面具備良好的粘附性，還需要進行清潔、打磨等處理工藝；選擇合適的粘合劑并配備涂膠機器人。同時，結構粘合劑仍需提升環境耐蝕性和長期耐久性，對于越來越多的新材料出現，也需要更多的結構粘合劑來應對。
目前，在結構粘合劑的使用上歐美廠商顯得更開放一些，從上世紀90年代開始豪華廠商就開始引進這一工藝，如今不少緊湊型車型也開始使用結構粘合劑用于車身制造，只不過和豪華車相比，使用的長度差距是顯而易見的。比如說配備碳纖維車身的寶馬i系列電動車，車身的粘合是通過長達160米的結構粘合劑來完成的。
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