电气电子产品用非金属材料的分析与研究

　　摘要本文围绕电气电子产品用非金属材料的相关性能进行探讨与分析，重点从球压试验以及热变形试验两个方面研究了非金属材料的耐热性，从灼热丝试验、灼热丝可燃性指数试验、以及灼热丝起燃温度试验三个方面研究了非金属材料的耐燃性，相关操作方法以及试验要点望能够引起业内人士的关注与重视。

　　关键词电气电子产品；非金属材料；应用

　　既往大量研究中均指出：對于电气电子类产品而言，非金属材料在阻燃、耐热、电气、物理、老化等多个方面的性能会直接影响电气电子产品的整体安全性与可靠性。若电气电子产品中非金属材料的性能与现行标准规范要求不符合，则势必会直接危及电气电子产品的安全运行，甚至导致非金属材料出现变形、燃烧、漏电、软化等问题，也会导致产品存在电气火灾等严重事故的风险[1]。故，本文即从安全性角度出发，就电气电子产品用非金属材料的相关性能进行探讨与分析，望能够引起业内关注与重视。

　　1耐热性指标

　　1.1球压试验

　　球压试验是电气电子产品非金属类材料耐热性能的主要检测方法之一，可评估除陶瓷以外其他固体绝缘材料的耐热性能。球压试验的基本方法是：使用（20.0±0.2）N负荷通过2.5mm半径钢球压在厚度3.0mm以上的平面样品表面，在试验温度下保持60.0min，自然冷却后对压痕尺寸进行测量。试验人员可以通过对压痕尺寸的测量，以评估试验温度条件下样品耐热软化方面的情况。参考现行规范标准来看，电气电子产品非金属材料球压试验中压痕最大尺寸应控制在2.0mm范围内。

　　在球压试验过程中，为确保对非金属材料性能评估的准确可靠，应特别重视以下几个方面的问题[2]：①在球压试验过程中需要对加热箱温度进行合理控制，确保热平衡以及温度稳定，特别重视对开/关门过程中温度变化的合理控制；②确保实验所用压力球表面圆滑，避免因球体表面磨损导致实验样品表面作用力产生改变，进而对实验结果产生误差；③对实验过程中所产生压痕的测量应当以压痕边界两切点间最大间距作为测量依据，测量压痕可采取的方法包括发射法、图像测量法、以及三维数字显微镜法等等，试验人员可以通过多次测量并取平均值的方式，得出最为可靠的测量结果。

　　1.2热变形试验

　　热变性试验是评估电气电子产品非金属材料耐热机械性能的重要指标之一。目前已有标准中认为：对于采用非金属材料所制备的电气电子产品外部零部件而言，应当具有充分耐热的性能优势，检测人员可以通过对被检测样品温升最高值或标准要求球压温度最低值的分析作为判断检测结果是否合格的重要依据。一般来说，对于通用类电气电子产品而言，电气电子产品外部零部件球压温度应当控制在75.0℃左右，支撑带电部件的零件温度则应以125.0℃为控制标准。

　　2耐燃性指标

　　2.1灼热丝试验

　　灼热丝试验是指在模拟技术的支持下，对灼热元件或过载电阻等热源在短时间内所致的热应力影响着火的风险性，目前可以GB/T5169.11作为实验标准与依据[3]。本实验的基本方法与原理是：采用符合标准规定的电阻丝环，经加热至规定温度后使灼热丝顶端与样品直接接触30.0s，在离开后对样品自身燃烧情况进行测量与观察。在灼热丝离开后30.0s内样品未见继续燃烧且无法引燃绢纸可作为实验通过的判定标准。

　　2.2灼热丝可燃性指数试验

　　在电气电子产品用非金属材料中，灼热丝可燃性指数是指可通过灼热丝实验的温度最高值。以某电气电子产品所用非金属材料为例，该材料灼热丝可燃性指数试验结果为900/2.0，该数值提示在此类非金属材料厚度≥2.0mm的情况下，灼热丝试验可通过温度最高值900.0℃，据此可判定在不同使用工况下电气电子产品的安全性。

　　2.3灼热丝起燃温度试验

　　针对电气电子产品用非金属材料进行灼热丝起燃温度试验的主要含义是指较连续进行3次实验且均不会引起规定厚度试验样品起燃（以燃烧持续时间超过5.0s）的灼热丝最高温度并在基础之上增加25K的温度[4]。通过对电气电子产品用非金属材料进行灼热丝起燃温度实验的方式，能够判定所实验非金属材料在规定厚度条件下灼热丝实验中持续燃烧时间低于5.0s的最高温度等级，进而对此类材料的耐燃性作出准确判定。

　　3结束语

　　结合本文上述分析来看，电气电子产品检验人员必须熟练掌握非金属材料相关性能的实验方法与操作技巧，了解不同指标的评定标准，以层层把握非金属材料的性能效果，及时检验不符合标准的材料并加以处置，以免不合格非金属材料在应用于电气电子产品中时出现安全隐患。综上所述，电气电子产品用非金属材料的关键性能包括耐热性以及耐燃性这两个方面，准确把握不同指标的实验检验方法对于促进电气电子产品的安全应用有重要意义。

　　参考文献

　　[1]陈政.首届电气电子材料检测和认证技术国际论坛在广州举行[J].认证技术，2010，（4）：21.

　　[2]何学侠，刘富才，曾庆圣，等.二维材料双电层场晶体管的研究[J].化学学报，2015，73（9）：924-935.

　　[3]罗传勇.电气绝缘材料标准化现状与发展方向浅析[J].电气制造，2009，（11）：18-20.

　　[4]幸苑娜，冯岸红，林志惠，等.气相色谱-质谱法测定电子电气产品聚合物材料中的多氯联苯含量[J].理化检验-化学分册，2015，51（11）：1547-1551.

　　作者：余志芳