操作杆断裂失效分析

 分析方法简述

1 外观检查

NG样品操作杆塑件断裂，其断裂均位于操作杆塑件头部梅花齿位置，图中所示其断裂程度不一；OK样品完整，操作杆塑件头部未发现明显的断裂。

2 断口分析

裂纹起源于内梅花齿的齿根位置，可观察到多处起源区，为多源模式；起源位置局部可观察到轻微的塑性变形，但整个断口无明显塑性变形；断口表面主要由起源区和放射区组成，起源区占1/3到1/2的面积，为大应力起源开裂特征；综上，断口为大应力导致的脆性断口。

综合NG与OK样品EDS分析可知，OK样品C含量为78.8%，O为21.3%；NG样品C含量为81.3%，O为18.8%。说明NG与OK样品元素成分一致均为C、O元素，但其元素比例存在差异。

表1.OK样品EDS测试结果（wt%）

2.3 FTIR分析

OK样品、NG样品及NG样品-断口位置有机主成分一致，均为聚碳酸酯（PC）+(苯乙烯-丙烯腈-丁二烯)共聚物（ABS），NG样品断口处取样亦未发现明显的外来污染成分，样品各主成分及相似度比对结果如下表：

2.4 DSC及TGA分析

OK样品与NG样品玻璃化转变温度具体如下：

OK及NG样品降解变化数量及灰分具体如下：

综合热分析可知，其失效样品与正常样品玻璃化转变温度基本一致，但失效样品与正常样品组分含量存在微量差异且其曲线变化不一致，结合材料元素的C、O比例差异，说明材料的主成分聚碳酸酯（PC）与(苯乙烯-丙烯腈-丁二烯)共聚物（ABS）组分比例不一致。

2.5 GPC分析及熔融指数测试

通过使用熔体流动速率试验机及电子分析天平，加载负荷为5kg，测试温度为260℃，得到以下测试结果。

OK及NG样品数均及重均分子量基本一致，其具体测试结果详见下表：

综合失效样品及正常样品分子量及MFI值测试可知，数均分子量、重均分子量及MFI值基本一致，说明其材料未发生明显降解，该部分不是失效的主要原因。

6 维卡软化温度

通过使用微机控制热变形维卡软化点试验机，加载负荷为5kg，升温速率为50℃/hr，得到以下测试结果。