复合材料常见失效模式与分析方法

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随着生产和科学技术的发展，越来越多的复合材料广泛应用于我们的生活。因为复合材料热稳定性好、比强度/比刚度高、抗疲劳性能好等诸多优点，故 其广泛应用于航空航天、汽车工业、制造业及医学等领域，而技术的全新要求和产品的高要求化，但客户对高要求产品及工艺理解不一，于是复合材料断裂、开裂、 爆板分层、腐蚀等之类失效频繁出现，常引起供应商与用户间的责任纠纷，所以导致了严重的经济损失。目前进而越来越多的企业、单位对于复合材料失效分析有了一个全面的认识，因为通过失效分析手段，可以查找产品失效的根本原因及机理，从而提高产品质量、工艺改进及责任仲裁等方面。
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2 ?6 F1 b3 ~) T6 H复合材料失效分析适用企业

' E- [5 B" w4 W& P7 y2 ?2 _& ?复合材料生产厂商：通过失效分析，查找产品失效产生可能原因的设计、生产、工艺、储存、运输等阶段，深究产品失效机理，为提升产品良率及优化生产工艺方面提供理论依据。

经销商或代理商：及时为其来料品质进行有效管控，为产品品质责任进行公正界定提供依据。
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, _$ k- x3 K. C" z% N% n6 `/ Y5 ^整机用户：跟进并对产品工艺及可靠性提供改进意见，提升产品良率及核心竞争力。
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复合材料失效分析目标
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1）通过失效分析可及时让生产商及经销商等了解产品状况，并对其产品失效提供有效预防政策；

2）提供产品及工艺改进意见，提升产品良率及产品竞争力；

3）明确引起复合材料产品失效的责任方，为司法仲裁提供依据。
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  f$ U, j$ w1 N+ S  d3 X# C复合材料常见失效模式

分层、开裂、腐蚀、起泡、涂/镀层脱落、变色失效等

  l7 B. }3 y' T4 E7 r$ iPCB界面分层失效  

FPC开路失效

% I7 y5 f3 o2 G' @2 |2 R% o0 ~PCB界面失效

FPC开路失效



! ]/ H3 n; T1 m( m# K. W复合材料常用失效分析方法
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' t4 x# P( O& N: }) W7 w8 W0 c& O
: v9 N' d# x* k: ]1、无损检测：

1 {& B% m: ]; e5 f7 c' V* X6 MX-Ray透视检查

三维CT检查

7 C2 y# r7 E- @C-SAM检查
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2、材料成分分析方面：
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傅立叶变换显微红外光谱分析（FTIR）

显微共焦拉曼光谱仪（Raman）

; t! E; Q) U0 ]* U, s% y3 |扫描电镜及能谱分析（SEM/EDS）

X射线荧光光谱分析（XRF）

# M2 q7 `8 D7 e+ w9 }气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）

裂解气相色谱-质谱联用（PGC-MS）
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0 S4 T7 j2 i% d, y$ f. j' G核磁共振分析（NMR）
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) G9 B! D8 Q9 p4 E: O3 Q+ o/ S0 Q 俄歇电子能谱分析（AES）

X射线光电子能谱分析（XPS）
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7 t/ H. U/ j+ J" LX射线衍射仪（XRD）

飞行时间二次离子质谱分析（TOF-SIMS）
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3、材料热分析方面：
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0 q/ ]2 ?  s# M4 Q" ], j差示扫描量热法（DSC）

热重分析（TGA）
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热机械分析（TMA）
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动态热机械分析（DMA）     

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8 x# b4 \3 x4 o& B/ D" i9 P6 x" Y4、材料电性能方面：

击穿电压、耐电压、介电常数、电迁移等。


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5、破坏性试验方面：

! \5 v, n  ]: W0 Q) [' y1 ^1 g" y! T染色及渗透检测

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' [& a2 C( G8 [) W" t2 D0 }6、切片分析：
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# W0 Y" [9 J# \# a8 Z1 k2 Q  F3 N! X# [金相切片、聚焦离子束（FIB）制样、离子研磨（CP）制样。  

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/ I; |) Y0 K9 E' b& G% F7、材料物理性能测试：拉伸强度、弯曲强度等



6 L; M, Q: ^! Y4 b8、失效复现/验证

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通过失效分析可及时让生产商及经销商等了解产品状况，并对其产品失效提供有效预防政策

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通过失效分析，查找产品失效产生可能原因的设计、生产、工艺、储存、运输等阶段，深究产品失效机理，为提升产品良率及优化生产工艺方面提供理论依据。

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目前进而越来越多的企业、单位对于复合材料失效分析有了一个全面的认识，因为通过失效分析手段，可以查找产品失效的根本原因及机理，从而提高产品质量、工艺改进及责任仲裁等方面。