电气电子热塑材料材质测试.docx

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电气电子热塑材料材质测试

运用于电气及电子工业中的热塑性材料的材质测试

一、表面电阻率（SurfaceResistivity）

定义：

表面电阻率是指单位平方塑料表面相对两表面之间对漏电的电阻，与所取试样的面积大小无关。

测试描述：

表面电阻率，欧母（ohm）

ASTM

DIN

IEC

号码

D257

53482/VDE0303,第三部分

60093

试样

平板、带状、管状

120X120mm（厚度没有规定）

平板、带状、管状、

电极

不含金属、水银、油喷或挥发性金属、银漆或石墨的扁平圈或其他形状

各种不同形状

与ASTM一样

读数时间

1min

1min

1min

应用电压

500±5V

100±5V或1000±50V

500±5V

意义：

知道了表面电阻率，我们便能计算出通过表面的有害漏电。

要求标准：

ASTMD-257、DIN53482、VDE0303（第3部分）、IEC60093

二、体积电阻率（VolumeResistivity）

定义：

体积电阻率是指绝缘材料通电后的内在承受电阻。

测试描述：

体积电阻，欧母（ohm）

ASTM

DIN

IEC

号码

D257

53482/VDE0303（第三部分）

60093（ISO1325）

试样

平板、带状、管状、

120X120mm（厚度没有规定）

薄片、平板、管状、

电极

带金属的保护或非保护圈状电极

带金属的保护或非保护圈状电极

含有水银、金属或石墨保护圈状电极

读数时间

1min

1min

1min

应用电压

500±5V

100±5V或1000±50V

1、10或100V（取决于厚度）

意义：

高体积电阻率保证了材料的绝缘性。

体积电阻率测试通常是被用来检测绝缘材质的内在均匀度–检测材料处理的一致性或材料内含有影响质量且不易用其他方法测试出来的杂质（或混合物）。

它还可用来检测湿度对材料的影响。

要求标准：

ASTMD-257、DIN53482、VDE0303（第3部分）、ISO1325、IEC60093

三、介电强度（DielectricStrength）

定义：

介电强度是指能导致材料绝缘性能被击穿的电压；一旦超过此指数，试样的一段便会拱起。

电压曲线是可以由击穿点的电压除以绝缘材料被击穿点的厚度来获得的。

介电强度用特定绝缘厚度下的MV/m或KV/mm值来表示，并会随材料的厚度而改变–厚度越薄，数值越大。

测试描述：

介电强度，百万伏/米（MV/m）或千伏/毫米（KV/mm）

ASTM

DIN

IEC

号码

D149

53481/VDE0303（第二部分）

60243（ISO1325）

试样

薄片或薄膜

薄片

薄片或薄膜

电极

直径51mm

直径25、50、75或100mm的圆柱或其他形状

直径75和25mm

危险电压

●短时间内

100/200/00/1000/2000/

25000V/s

●逐步等量增加到预期破坏电压

●逐步以预期的破坏电压的8%增加

●逐步增加

●短时间内稳定的增加速度

●逐步以每20s50V增加到10KV

介质

空气；气体；油

空气

空气；油；气体（参照IEC60212）

温度

25±5℃

23±2℃

23℃

意义：

介电强度作为塑料绝缘材料的主要性能可以提供给人们及装置在高电压下强而有力的保护。

备注：

介电强度的数值很大程度上受试验条件的影响（如：

样品厚度、温度、电压类型（AC或DC）、频率、电极及测试介质）。

不同的测试方法所得出的值会有很大差异。

所以我们应特别注意应用于介电强度测试的前提条件。

要求标准：

ASTMD-149、DIN53481、VDE0303（第2部分）、ISO1325、IEC60243

四、介电常数（相对介电常数或耗散因素tg（δ））

（DielectricConstant,RelativePermittyvity,DissipationFactor）

定义：

介电常数是一种绝缘材料介电常数相对绝对介电常数的比例。

电位移是电场强度与介电常数的乘积。

耗散因素或tg（δ）是损失角度的正切值。

一种绝缘材料的损失角度是指该绝缘材料在电容内相对理想电容所引

起的电流和电压关系的角度改变。

意义：

介电常数是绝缘材料的一个最基本的性能。

一般来说，介电常数高的材质较适合应用于电容器，介电常数相对低的材质则更适合应用在其它相关电气行业里。

正如其他的电器性能一样，介电常数值也受到AC电频率、温度和湿度所影响。

介电常数是一个用来计算一个绝缘体能量损失的数据。

通常是数值越小越好。

测试描述：

该测试方法涵盖了固态绝缘材料试样的相对介电常数、耗散因素、损失指数、功率因素、相位角度和损失角度的决定因素。

其测试的频率范畴可以涵盖从1Hz到数百MHz。

介电常数

ASTM

DIN

IEC

号码

D150

53483/VDE0303,第四部分

60250（ISO1325）

试样

大于1.5毫米的纸状或碟状

120X120毫米（厚度没有规定）

没有规定厚度的纸状或薄片

电极

受保护和不受保护的平板或圆筒、金属薄片、银、水银、油喷或挥发性金属

平板或圆筒金属、银、石墨、锌、油喷或挥发性金属

油喷或挥发性银、压制的金属、箔碟

温度

20℃

20±2℃

23℃

应用电压和频率

电压没有规定

1Hz~108Hz

电压没有规定

15Hz~1010Hz

试样每1mm厚度1V

50Hz~1MHz

要求标准：

ASTMD-150、DIN53483、VDE0303（第4部分）、ISO1325、IEC60250

五、电弧电阻（ArcResistance）

范畴：

这方法是用来区分类似材料在受到高电压低电流电弧作用时形成一个通电渠道或由于受热和化学影响造成降级或腐蚀而导致材料导电时对接近表面绝缘性能的电阻。

测试描述：

抗电弧性，s

ASTMD495/UL746A

试样

3.2mm厚度的平板

电极

钨丝条或不锈钢片

电压

15000V（以1min带不同的电流连续提升）

意义：

ASTM/UL

试样相对失效（击穿或燃烧）时所用的时间（用s表示）。

本测试提供了一个绝缘材料在重复的高电压低电流下的电弧接触而导致表面导电的相对尺度。

利用ASTMD495的测试结果来选择一种应用于低电压高电流的绝缘材料是不足够和不适应的。

要求标准：

ASTMD-495、UL746A

六、漏电电阻（相对漏电指数）（TrackingResistance,ComparativeTrackingIndex）

定义：

漏电是指应用于两电极之间由污染或绝缘体降级而导致爬经绝缘体表面的电压。

漏电电阻就是指绝缘材料

抵抗这种电流的能力。

漏电电阻是受到温度、湿度、碳粒子、灰尘、油或其他附在绝缘体表面的杂质所影响的，改变塑料零件的设

计、改善清洁度或增加电极间的距离（爬行线长度）可以矫正电弧爬电问题。

测试描述（DIN/IEC60112，VDE0303第一部分）：

本测试方法表明了固态电气绝缘材料在表面暴露于含杂质水的电气压力且电压达到600V情况下引致漏电相

对电阻。

绝缘材料在达到最高测试电压时没有被击穿也有可能不同程度地受到腐蚀，被腐蚀的深度是可以检测到的有

些材料会在测试过程中燃烧。

试样

厚度不小于3mm的方形15X15mm板

电极

距离4mm的点头

溶液

A–氯化铵

B–带有潮湿剂的氯化铵

建议电压级别

175-250-300-375-500-600V

装置

参照<图一>、<图二>、<图三>

意义：

CTI加50滴的溶液A没有发生漏电的电压（假设在25V以下加了100滴的溶液A仍然没有发生漏电）

CTI-M加50滴的溶液B没有发生漏电的电压（假设在25V以下加了100滴的溶液B仍然没有发生漏电）

如果加100滴之后的测试漏电数值低于25V，低的电压就必须记录在括号内。

该数值越大表示该绝缘材料的抗漏电性越强。

备注：

根据旧版本的标准所取得的KB和KC值并不一定会与用新标准检测出来的CTI/CTI-M的数值一致，原因是新标准并没有同时要求必须是在25V以下的测试100滴后没有爬电发生。

测试描述（UL746A和ASTMD3638）：

参照“如何读和解释UL黄卡”

要求标准：

ASTMD-3638（只有CTI部分）、DIN/IEC60112、VDE0303（第1部分）、CEE24版20e段、BS3781、

NF-C26-220、UL746A24段

七、点燃性能（IgnitionProperties）

自燃温度（SelfIgnitionTemperature）

点燃温度（FlashIgnitionTemperature）

定义：

自燃温度-----不使用任何一种点燃方式，试样自身预热导致试样燃烧或自己燃烧（表现为爆炸、火焰或持续发光）的试样周围空气最低起始温度。

点燃温度-----在持续供给易燃气体的情况下，用一小束外在火焰点燃试样周围空气的最低起始温度。

测试描述：

实验室是用一个热空气燃烧源来测试塑料的自燃温度和点燃温度的。

ASTMD1929

步骤A

步骤B

试样

3g塑料`

温度

300℃/h（提高）

400℃（起始温度T℃）

空气流通速度

25，50，100mm/s

25mm/s

燃烧时间

13min（没有点燃）

装置

参照<图四>

要求标准：

ASTMD-1929

八、点燃温度（IEC60829方法A）和点燃时间（IEC60829方法B）

（IgnitionTemperature,IgnitionTime）

塑料在接触热丝的情况下或多或少会有一定的抗点燃性。

（A）点燃温度

灼热丝装置是用来比较一种塑料绝缘体的抗点燃性。

它确定了在灼热丝与塑料接触30秒内发生燃烧时灼热丝的最低温度。

试样大小：

60X60X3±0.2mm

条件：

温度23℃和50%相对湿度下预先处理48小时

测试装置：

参照灼热丝试验

（B）点燃时间（参照<图五>）

一种塑料的相对点燃时间是指所量度到的因绕在试样上的铜线通电后产生的热而导致试样点燃的时间。

这个试验与UL所做的HWI（发热丝点燃）试验非常接近。

试样：

5个试样

试样大小：

125±5X3±0.3X（3±0.1mm或零件厚度）

条件：

温度23℃和50%相对湿度下预先处理48小时

发热丝：

5圈，圈距为6.35±0.5mm

应用热度：

0.26W/mm的绕线试样

要求标准：

IEC60829方法A及方法B

九、有限供氧指数（LimitedOxygenIndex）（LOI）

定义：

它是指放在氧、氮混合的流动气体中所支持材料燃烧所需的最低含氧量。

测试描述：

试样

70~150X6.5X3.0mm

数量

10

程序

试样垂直夹好从头部开始点燃并持续增加氧气密度

装置

参照<图六>

意义：

通常，这个值越大表示该材料相对有更好的阻燃性和抗可燃性。

备注：

1、海平面标准大气含氧量为21%。

2、混合气体的温度会影响LOI值。

要求标准：

ASTMD-2863、AFNORT51-071、BS2782（第1部分方法141B）

十、热芯棒测试（HotMandrelTest）

范畴：

固定了火线的绝缘零件必须可以抵抗非正常的热和火。

测试描述：

用6或12N力把300℃或500℃的芯棒插进试样的一个锥形孔内，同时用6mm长的火焰在锥形筒附近燃烧。

装置：

如<图七>

备注：

无论是试样或加热过程中产生的气体都不应该被火焰点燃。

要求标准：

CEE3版、CEE10版（第1部分30b段修改3）、CEE11版（第1部分26b段，达500℃的热芯棒）、

CEE12版（第18d段，达500℃的热芯棒）、CEE17版（27d段）、CEE22版（26a段）、

CEE24版（第20d段）、CEE25版（第23b段，达500℃的热芯棒）、CEE32版（27b段）、

IEC60309（第1部分27b段）、VDE0470（26段）、VDE0625（26段）、VDE0630（第1部分20d段）、

VDE0730（第1部分29段）、BS3456（第1部分30.2段）、BS4491（26.1.1段）、

NF-C62-411（文3.21.2，达500℃的热芯棒）、NF-C73-150（30.2段）、NF-C73-200（30.2段）、

NF-C75-100（27b段）

十一、燃烧等级（FlammabilityClassification）

（一）UL94的HB，V-2，V-1，V-0，5V，5VA，5VB

范畴：

通过UL94测试，我们可以对各种塑料燃烧性能作个比较，它包括相对燃烧速度、熄灭能力和火焰的不蔓延。

（A）HB（水平燃烧,HorizontalBurning）

测试描述：

HB燃烧等级是根据试样在燃烧到100mm标示线前熄灭并且在2条标示线之间的燃烧速度达到以下要求确定的：

a）对厚度为3.2mm的测试条不超过38.1mm/min

b）对厚度小于3.2mm的测试条不超过63.5mm/min

试样大小

125±5X13±0.2mm

厚度

±0.8；±1.6；±3.2；±6…

等厚度并从末端起的25mm和100mm处有标示线的试样

预处理

在23℃和相对湿度50%下预先处理48小时

燃烧火焰

直径9.5mm和长度100mm完全燃烧的火焰

燃烧高度

25±2mm

接触时间

30s

燃烧气体

燃烧能力达37MJ/m3的甲烷（CH4）或天然气体

装置

参照<图八>

要求标准：

UL94HB

（B）V（垂直燃烧,VerticalBurning）

V-2

V-1

V-0

测试描述：

试样大小

125±5X13±0.2mm

厚度

±0.8；±1.6；±3.2；±6…

预处理

2组试样：

（1）5个试样在23℃和相对湿度50%下预先处理48小时

（2）5个试样在70℃（不规定湿度）下预先处理168小时

燃烧火焰

直径9.5mm和长度100mm的完全燃烧火焰

燃烧高度

25±2mm

接触时间

30s

燃烧气体

燃烧能力达37MJ/m3的甲烷（CH4）或天然气体

记录数据

每组的5个试样均需要用火焰烧2次，总共每组会有10个数据，而2组就有20个数据

装置

参照<图九>

等级（UL94）

V-0

V-1

V-2

试用火焰次数

2X10s

2X10s

2X10s

意义：

单独试样的最高燃烧时间

≤10s

≤30s

≤30s

1组5个试样的最高燃烧时间总和

≤50s

≤250s

≤250s

液滴是否引发棉花燃烧

否

否

是

自动熄灭时间

≤30s

≤60s

≤60s

熄灭后是否引发棉花燃烧

否

否

是

如果只有1个试样的燃烧超过单独燃烧时间要求或1组试样的燃烧时间总和不超过要求值的5s（即V-0的最

高值为55s和V-1/V-2的最高值为255s），根据UL94的要求是可以另外在做1组的5个试样测试。

要求标准：

UL94，V-2、V-1、V-0

（C）垂直燃烧测试（VerticalBurning）5V，5VA，5VB

测试描述：

试样大小

试样条：

127X12.7mm（厚度根据黄卡的要求）

试样板：

152X152mm（IDEM等）

预处理

2组试样：

（1）5个试样条或3个试样板在23℃和相对湿度50%下处理48小时

（2）5个试样条或3个试样板在70℃（不规定湿度）下处理168小时

燃烧火焰

直径9.5mm和长度100mm完全燃烧的火焰

燃烧高度

127mm（内部38mm的蓝火焰）

燃烧气体

燃烧能力达37MJ/m3的甲烷（CH4）或天然气体

试样位置

试样条：

垂直

试样板：

水平

接触时间

5X5s（每次间隔5s）

装置

参照<图十>

（1）5V级

（I）在火焰离开后60s内没有火焰或燃烧

（II）根本没有任何液滴滴下

（III）试样在燃烧范畴内没有明显的被破坏的痕迹

如果只有1个试样不合格，则可以接受1组的试样重新测试。

（2）5VA级（试样条和试样板）

（I）在火焰离开后60s内没有火焰或燃烧

（II）液滴不能引起棉花的燃烧

（III）试样板上不能穿孔

如果只有1个试样不合格，则可以接受1组的试样重新测试。

（3）5VB级（试样条和试样板）

（I）在火焰离开后60s内没有火焰或燃烧

（II）液滴不能引起棉花的燃烧

（III）试样板上允许1个穿孔

如果只有1个试样不合格，则可以接受1组的试样重新测试。

要求标准：

UL94，5V、5VA、5VB

（二）IEC60707的BH1，BH2，BH3；FH1，FH2，FH3；FV0，FV1，FV2

范畴：

这种测试方法是针对固态电机材料的，它显示了材料暴露在可燃源下燃烧习的初步指标。

它使我们可以区分出各种材质可燃烧的不同等级。

试样的水平燃烧点适用于评估材料的燃烧程度延续或是火焰的传播速度，也就是燃烧率。

试样的垂直燃烧点适用于评估火焰熄灭后材料的燃烧延续。

这类测试与UL94的部分测试也是非常相近的。

IEC707FV2近似于UL94V-2

FV1近似于UL94V-1

FV0近似于UL94V-0

测试描述：

（A）白炽条燃烧等级“BH”

试样大小

长125±5X宽10.0±0.2X厚4.0±0.2mm

测试条并须在从燃烧端起的25mm和100mm处作标示线

点燃源

直径8mm长度100mm的碳化硅条，并用0.3N的力压到试样上

温度

955±15℃（直流电）

接触时间

3min.

装置

参照<图十一>

意义：

BH1：

测试当中没有可见的火焰。

BH2：

如火焰在100mm处之前熄灭，燃烧总长度需要显示出来。

例：

BH2-70mm。

BH3：

火焰燃至100mm处，并应显示出燃烧率。

例：

BH3-30mm/min。

C.S.AC22.2,NO.0.60.6HB；0.6V--0；0.6V--1；0.6V—2

（B）水平燃烧“FH”

试样大小

长125±5X宽13.0±0.3X厚3.0±0.2mm

测试条并须在从燃烧端起的25mm和100mm处作标示线

点燃源

完全燃烧直径9.5mm长度100mm的火焰

火焰高度

25±2mm

接触时间

30s

燃烧气体

燃烧能力达到37MJ/m3的甲烷（CH4）或天然气体

装置

参照<图十二>

意义：

FH1：

测试过程中没有明显的火焰

FH2：

如火焰在100mm处之前熄灭，燃烧总长度需要显示出来。

例：

BH2-70mm。

FH3：

火焰燃至100mm处时应显示出燃烧率。

例：

BH3-30mm/min。

（C）垂直燃烧“FV”

试样大小

长125±5X宽13.0±0.3X厚3.0±0.2mm

测试条并须在从燃烧端起的25mm和100mm处作标示线

点燃源

完全燃烧直径9.5mm长度100mm的火焰

火焰高度

25±2mm

接触时间

30s

燃烧气体

燃烧能力达到37MJ/m3的甲烷（CH4）或天然气体

装置

参照<图九>

要求标准：

IEC60707，EN/HD441

（三）CSA（C22.2NO.0.6）的0.6HB;0.6V-0;0.6V-1;0.6V-2

（A）F-5–试验E

水平燃烧测是用来区分材料的燃烧性为0.6HB（与UL94HB级相似）。

要用来作该试验的试样必须按照C22.2No.0.6和C19.2.3的要求先作处理；该测试用一个25mm长的蓝色火焰来烧试样30秒或先烧30秒直到25mm的表示线，然后把火焰移开；把在25mm和100mm两条表示线之间燃烧的时间记录下来并计算出燃烧率。

分类为0.6HB级的材料应该满足以下要求：

（a）厚度为3.0~3.2mm试样在76mm后的燃烧率不能超过38mm/min

（b）厚度为小于3.0mm试样在76mm后的燃烧率不能超过76mm/min

（c）在到达100mm标示线前必须熄灭

等级：

0.6HB=保证慢燃烧速度

F=测试失败

（B）F-6–试验F

垂直燃烧测试用来区分材料的燃烧性为0.6V-0，0.6V-1，0.6V-2（与UL94的V-0，V-1，V-2级相似）。

要用来作该试验用的2组试样必须按照C22.2No.0.6和C110.2.3的要求先作处理；用19mm的火焰烧试样10秒然后移开，并在火焰熄灭后再烧10秒。

等级：

0.6V-0=保证V-0

0.6V-1=保证V-1

0.6V-2=保证V-2

F=测试失败（本说明少了测试结果标准）

要求标准：

CSAC22.2，No.0.6

十二、灼热线试验（GlowWireTest）

范畴：

元件或配件在不适当或超负荷条件下所产生的温度很可能将元件或配件在接近它们燃点时点燃，灼热线试验即是对材料受到的热压进行模仿测试，如短期内发热的元件或超负荷电阻器，从而对其遭遇火险的技术状况进行模仿评估。

测试描述：

试样大小

设备、装配或元件的最薄的厚度

预处理

在23℃和相对湿度50%下预先处理24小时

灼热丝

参照

灼热丝温度

针对不同的技术要求450，550，650，750，850或960℃

受力

1N或2N

灼热丝接触时间

30s

装置

参照<图十三>、<图十四>

意义：

如没有具体说明，试样在下列两种情形下均被认为已通过灼热线试验：

1、没有火焰及发光现象。

2、试样在移开灼热线后30秒内火焰熄灭，或是放置在其下的纸片或棉花没有被点燃或燃烧。

备注：

有些文件预计来要求授权最大30mm的火焰高度民主可以通过测试。

文件HN60-E-01§6要求的熄灭时间是最长5秒。

要求标准：

VDE0471（第2-1部分）、DIN/IEC60695-2-1、IEC60-695-2-1、NF-C20-455、BS5733§32.4、

CEE（031-SEC）F142E、BS1313§23、HE60-E-01（EDF）、AS2420

十三、针式火焰燃烧等级（FlammabilitywithNeedleBurner）

范畴：

在仪器设备内的一些失效零件可能会引起绝缘材料或可燃材料的燃烧，如在特定情况下由损坏元件的电流从漏电路径溢出、超负荷和接触不良都有可能产生火花，而这些火花有可能引起周围元件的燃烧。

针式火花测试是评估仪器设备内部小火花引起仪器失效的火花危害性模拟测试。

试样大小

设备、装配或元件

预处理

在23℃和相对湿度50%下预先处理24小时

燃烧气体

丁烷（C4H10）

火焰长度

12±1mm喷射针孔

孔径

直径0.5±0