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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! O7 _) P6 l9 Y4 C8 n复合材料失效分析适用企业

. M( T  y% I3 h: N# q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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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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. z4 D  Z- k$ A1 p( G1 Z: z1）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；
. L: s+ |; F0 ?& y; |1 l3 v! H. s, P
3 [* V* Q" ?, R/ T3）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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( ?3 {5 T, M$ H/ {! j! d6 g0 O3 j
/ J# t1 F3 ]0 }, q# C复合材料常见失效模式
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分层、开裂、腐蚀、起泡、涂/镀层脱落、变色失效等

2 g, ?! l  i4 o! @PCB界面分层失效  

FPC开路失效

PCB界面失效
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; z  a" t  R6 k2 T/ h# w( @7 rFPC开路失效
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0 b" C4 K5 {, K, @复合材料常用失效分析方法
7 v8 f; ?: f1 s& \4 m" F

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8 g4 e3 j- W  Y& \* N1、无损检测：

- x" D, \& H# E# T7 w. g7 YX-Ray透视检查

  x$ {( U1 L) ?) Q% I& Q+ `$ l三维CT检查

6 m% f2 r; ^2 `5 v: v! |C-SAM检查



2、材料成分分析方面：

傅立叶变换显微红外光谱分析（FTIR）

4 @4 \0 l$ Y- V( A! Q" }, x显微共焦拉曼光谱仪（Raman）
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扫描电镜及能谱分析（SEM/EDS）
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X射线荧光光谱分析（XRF）

气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）
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裂解气相色谱-质谱联用（PGC-MS）

核磁共振分析（NMR）
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+ \1 X" G( B+ m% f, k: p3 N, @, M% z 俄歇电子能谱分析（AES）
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X射线光电子能谱分析（XPS）

X射线衍射仪（XRD）

飞行时间二次离子质谱分析（TOF-SIMS）
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& p- D" i6 j% U& K% a7 `3、材料热分析方面：

8 G5 Q8 }2 Z* u& H: M: U8 S4 s3 q$ y差示扫描量热法（DSC）
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热重分析（TGA）
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热机械分析（TMA）
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; w  {' `0 s! b" ~3 f动态热机械分析（DMA）     
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4、材料电性能方面：
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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：

染色及渗透检测
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6、切片分析：
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金相切片、聚焦离子束（FIB）制样、离子研磨（CP）制样。  

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7、材料物理性能测试：拉伸强度、弯曲强度等
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8、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。