球压试验(Abnormal heat-Ball pressure test)是测试电工电子类产品非金属材料耐热性能的重要方法之一,它适用于电工设备及其组件和零件,还适用于除陶瓷以外的固体点绝缘材料。在高温条件下,非金属材料、绝缘材料的机构特性会发生本质的变化,如熔融或变软,使其机械强度明显下降,直接影响产品质量和使用安全。通过球压试验,以保证产品及其组件和零件在高温工作时,非金属材料和绝缘材料仍具有足够的机械强度。在GB4706.1-2005《家用和类似用途电器的安全 第1部分:通用要求》、GB2099.1-2008《家用和类似用途插头插座 第1部分:通用要求》、GB16915.1-2003《家用和类似用途固定式电气装置的开关 第1部分:通用要求》、GB4943-2001《信息技术设备的安全》等标准中,均对非金属材料、绝缘材料的耐热性能提出了明确的要求,要求进行球压试验。
1 球压试验步骤
1.1 将试验样品在温度15℃~35℃、相对湿度45%~75%的环境条件下放置至少24h(产品相关标准另有规定的,应按照其规定进行样品预处理)。
1.2 将已预处理的样品放入已达到规定试验温度的烘箱内,并将20N±0.2N负载装置的球状部分压到样品表面。
1.3 60min后,将被试样品取出,并立即在10s之内浸入温度为20±5℃℃的水中保持6min±2min。
1.4 从水中取出被试样品,测量其压痕直径,并对试验结果进行判定。
2 关键试验环节
整个试验看起来操作十分简单,事实并非如此。如果在下列关键试验环节控制不当,必然导致试验数据的不准确,甚至产生试验结论的误判。
2.1 试验样品的选择
应尽量从产品上切割试验样品,上部和下表面大致平行、厚度至少为2.5mm。如果样品厚度不足2.5mm,可以采用叠加两个或更多样品的方式获得这个厚度。如果无法切割出有平行表面的试验样品,注意支撑接受压力球作用的试验样品的表面积。试验样品应是边长最小为10mm的方形平面或直径最少为10mm的圆形表面。如果从产品上取得试验样品不可行,则用一片同样的材料作为试验样品。材料片厚度为3.0mm±0.5mm,应有边长至少为10mm的方形平面或直径至少为10mm的圆形平面。
试验样品应选择表面平整的部分。如果样品表面不平整,假设与水平成15°角,根据图2的受力分析,试验负载装置施加在试验样品上的力为G,它被分解为垂直作用在样品表面上的分力G1(G1=20Cos15°)和沿着样品表面的分力G2(G2=20Sin15°)。根据受力分析结果可以看出,G1小于20N,也就是说,当样品表面不平整时,试验用负载装置垂直作用在样品表面上的力减小了。另外,沿着样品表面的分力G2,将使球压试验的压痕的形状沿样品表面倾斜的方向延伸,从而导致样品表面的压痕不规则,使测试结果出现偏差。
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