塑料按钮外框失效分析

委托方样品为某公共设备的按钮，该样品为委托方客诉样品，其客诉为按钮件外框断裂，其不良率约为5%，需要我司对某型号按钮外框断裂进行失效分析

外观检查；

断口分析；

FTIR分析；

DSC分析；

TGA分析；

GPC分析。

（以下仅介绍部分测试）

1、外观检查

如图所示，NG样品塑料外框断裂，其断裂均位于样品外框结构图中ABS塑料材料处，图中所示样品塑料外框断裂程度不一；OK样品完整，在塑料外框处未发现明显的断裂；通过对NG及OK样品图片对比可知，OK样品应为半成品，其正上方不含金属组件等部分。
 

2、断口分析
 

 

断裂位置位于卡扣两边R角，裂纹源位于卡扣R角内壁表面，R角属于易应力集中位置；
 

断口表面清晰可见镜面区、背扩纹、放射区、粗糙区，镜面区面积较小，背扩纹间距大，裂纹扩展过程镜面区与背扩纹交错出现，属于大应力低周期疲劳断口。
 

综合NG与OK样品EDS分析可知，其元素成分一致均为C、O元素，且元素比例基本一致未见明显异常。
 

3、FTIR分析

 

如图所示，塑料粒、OK样品、NG样品及NG样品-断口位置有机主成分一致，均为(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。 
 

从样品外观检查可知，NG样品塑料外框断裂，其断裂均位于样品外框结构图中ABS塑料材料处，其塑料外框断裂程度不一；OK样品外观完整，在塑料外框处未发现明显的断裂；

从断口分析可知，样品断裂位置位于卡扣两边R角，裂纹源位于卡扣R角内壁表面，R角属于易应力集中位置；断口表面清晰可见镜面区、背扩纹、放射区、粗糙区，镜面区面积较小，背扩纹间距大，裂纹扩展过程镜面区与背扩纹交错出现，属于大应力低周期疲劳断口。

对于材料方面分析，失效样品与正常样品主成分一致，均为(苯乙烯-丙烯腈-丁二烯)共聚物（ABS），其元素成分一致均为C、O元素，对于其断口位置亦未发现明显的外来污染成分及元素，说明其失效并非主要与其主成分差异及外来污染有关；对于材料热分析，其失效样品与正常样品玻璃化转变温度及组分含量基本一致，对比其测试曲线可知，其曲线变化基本一致，说明其成型工艺热历史及热稳定性无明显差异，其亦非是断裂失效的主要成因；对于材料降解方面，失效样品及正常样品数均及重均分子量基本一致，说明其材料未发生明显降解。
 

按钮外框断裂的主要原因为大应力低周期疲劳断裂。