失效分析丨耳机用头弓扣发生断裂原因分析

引言

某耳机用头弓扣，在使用过程中螺丝孔位置出现断裂，现测试分析找出断裂原因。

测试分析

1 形貌分析

对NG头弓扣断面进行形貌观察如图1-1所示：宏观观察，无明显塑性变形，属于脆性断裂；起裂源无明显溶剂腐蚀的痕迹，无明显镶嵌在树脂内部的异物，起裂源周边有挤压痕迹，如图1-2所示。

图1-1 NG头弓扣宏观SEM图片

图1-2 NG头弓扣A区SEM图片

2 材质分析

2.1 主成分分析

对NG头弓扣和OK头弓扣主成分进行分析，得知两者均为PC+ABS，如图2-1所示：1775cm^-1归属于PC中C=O的伸缩振动特征峰；1162~1232cm^-1归属于PC中C-O-C伸缩振动特征峰；2233~2236cm^-1归属于ABS中C≡N伸缩振动特征峰。

图2-1 NG头弓扣及OK头弓扣FTIR谱图

2.2 有机助剂分析

对NG头弓扣及OK头弓扣进行裂解，分析其中含有的有机助剂，两者无明显差别，均含有紫外线吸收剂UV329、2,4-二叔丁基苯酚（抗氧剂）、紫外线吸收剂 UV-350、磷酸三苯酯阻燃剂，如图2-2所示:

图2-2 NG头弓扣及OK头弓扣Py-GCMS谱图

3 熔融指数

对NG头弓扣OK头弓扣熔融指数进行分析，得知NG头弓扣熔融指数在48.336g/min，OK头弓扣熔融指数为46.740g/10min，NG头弓扣熔融指数偏大，分子量越小，流动速率越大，熔融指数也会相应偏大，结果详见表1。

表1 NG头弓扣及OK头弓扣MRF结果

4 GPC分析

对NG头弓扣及OK头弓扣分子量进行分析，得知NG头弓扣数均分子量为19429、重均分子量均为37938，而OK头弓扣数均分子量为24492、重均分子量为44594，NG头弓扣数均分子量相对于OK头弓扣下降了20%，重均分子量下降了近15%，结果详见表2所示。

相对分子量是树脂重要指标，相对分子量的大小直接决定了材料的性能。

表2 NG头弓扣及OK头弓扣GPC结果

5 力学性能

对OK件螺纹孔位置力学性能进行测试，平均值在593.3N，表现出韧性断裂，而与NG同批次未断裂头弓扣最大力仅在158.3N，表现出脆性断裂，两者相差较大。

表3 力学结果

结论

综上所述，可得以下结论：

头弓扣出现断裂的原因是材料相对分子量偏低，力学性能差，在使用过程中持续受力作用下发生脆断。

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