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有可能,但不能仅凭雾膜外观判定污染来自有机硅材料。密闭设备升温后,硅油、胶黏剂、密封胶、润滑脂、脱模剂、塑料助剂或清洗残留中的可挥发物都可能释放,并在温度较低的镜片、窗口或传感器表面凝结。
正确的处理方法是先确认雾膜成分、污染源和迁移路径,再决定是否需要更换为低挥发有机硅材料。
设备受热时,材料中的溶剂、未反应组分、低分子物或热分解产物可能进入气相。如果镜片或透明窗口的温度低于污染源附近温度,这些物质便可能在冷表面凝结,形成油膜、白雾,或者导致光学透过率下降。
起雾程度通常受到以下因素共同影响:
· 材料中可挥发和可凝结组分的含量;
· 长期温度、峰值温度及加热时间;
· 污染源与镜片之间的距离;
· 设备密闭程度和内部换气条件;
· 镜片与污染源之间的温差;
· 材料用量、暴露面积及固化程度。
因此,同一种材料在开放设备中没有出现明显问题,并不代表其用于密闭光学设备时也不会造成污染。
不一定。排查范围至少应包括:
· 硅油、硅脂和导热材料;
· 有机硅或其他类型的胶黏剂、密封胶;
· 未充分固化的灌封胶和涂层;
· 塑料、橡胶及其增塑剂;
· 生产过程中使用的脱模剂;
· 清洗剂、助焊剂和加工油残留;
· 高温下发生降解的非有机硅材料。
如果只更换硅油,而不检查胶黏剂、塑料、润滑脂和清洗残留,起雾问题可能仍然存在。
挥发分必须连同测试温度、测试时间、样品量和检测方法一起比较。不同测试条件下得到的数值不能直接进行横向对比。
同样标注“低挥发”的两种材料,如果测试温度和时间不同,其数据可能不具备可比性。
常规黏度相近的硅油,其低分子物组成仍可能不同。
有机硅材料中的D3—D10通常指不同聚合度的环状硅氧烷。对于电子、光学和密闭设备,除了总挥发分,还应根据实际污染风险确认D3—D10等低分子环状硅氧烷,以及其他可能挥发或凝结的组分。
低分子物含量较低,有助于控制部分挥发污染风险,但不能单独证明材料在整机中一定不会引起起雾。
对于光学敏感环境,必须区分两个概念:
· 材料有多少物质挥发进入环境;
· 挥发出来的物质有多少会凝结在镜片等敏感表面。
前者反映材料的质量损失,后者与光学污染的关系更加直接。总挥发量较低,并不必然代表镜片上的沉积量也一定较低。
NASA材料逸气评价分别记录总质量损失TML(Total Mass Loss)和可凝结挥发物CVCM(Collected Volatile Condensable Materials)。这说明“总挥发较低”和“对敏感表面的污染风险较低”不是完全相同的概念,具体测试数据可查阅NASA逸气数据库。
需要注意,ASTM E595主要用于真空环境下的材料逸气筛选,不能直接替代常压密闭电子或光学设备的实际起雾试验。
至少需要确认以下信息:
1. 设备是开放、半密闭还是完全密闭;
2. 长期工作温度和短时峰值温度;
3. 镜片、光源、线路板和密封区域的温度分布;
4. 起雾出现的时间、位置和外观;
5. 设备内部使用的全部胶、油、脂、塑料和清洗材料;
6. 胶黏剂、密封胶或灌封材料是否充分固化;
7. 对透光率、雾度、表面残留和电气性能的要求;
8. 当前采用的挥发、逸气或起雾测试方法。
缺少这些条件时,不适合直接指定某一种硅油、胶黏剂或灌封材料型号。
记录设备内部使用的全部非金属材料,包括用量较少的脱模剂、润滑剂、胶带、助焊剂和清洗残留。
不能因为某种材料用量少,就直接排除其污染可能性。
将各候选材料分别放入相同温度、时间和密闭条件的容器中,同时放置经过清洁的玻璃片或实际镜片作为冷凝接收面。
测试条件应尽量接近设备的实际工作状态。
空白容器必须采用与试验组相同的清洗、装配和加热流程,用于排除容器、操作环境和测试过程本身带来的污染。
没有空白组,容易将背景污染误判为材料挥发。
条件允许时,可采用红外光谱、色谱—质谱或其他适用方法分析沉积物成分。
仅凭雾膜的颜色、气味或手感,通常无法可靠判断污染来自硅油、胶黏剂还是其他材料。
单一材料测试合格后,还应进行组合材料试验和整机热老化测试。
不同材料共存时,可能改变体系内部的挥发、迁移、吸附和凝结行为。单材料合格不代表整机一定不起雾。
适合需要润滑、阻尼、电气绝缘或作为配方基础油,同时对挥发和光学污染较为敏感的工况。
具体选型应核对规定测试条件下的挥发分、低分子物和可凝结物数据,不能只看黏度或产品名称。
如果污染来自密封、粘接或灌封材料,应检查:
· 原料中的低分子物;
· 双组分材料的混合比例;
· 固化温度和固化时间;
· 材料是否完成内部固化;
· 是否需要进行后固化处理。
仅更换硅油,不能解决胶黏剂或灌封材料自身造成的污染。
如果应用目标是形成固定保护层,而不是保持液态润滑或阻尼,可以评估适合的硅树脂或其他固化型材料。
但仍需验证其附着力、固化程度、热稳定性及挥发污染风险。
只比较室温黏度,不比较挥发分、低分子物和高温稳定性。同样黏度的硅油,其起雾风险可能不同。
材料气味较低,并不代表其可凝结挥发物一定较少。气味和光学污染不能直接画等号。
只检测硅油,不检查胶黏剂、润滑脂、塑料、胶带、助焊剂和清洗残留,容易遗漏真正的污染源。
单一材料测试合格,并不代表多种材料组合后仍然合格。光学敏感设备还需要完成组合材料和整机验证。
ASTM E595等真空逸气数据可用于材料初步筛选,但不能直接作为常压密闭设备不起雾的结论。
胶黏剂已经表干,不代表内部已经完全固化。未充分固化的材料仍可能释放溶剂、反应副产物或残余低分子组分。
第一步,明确设备结构、温度分布和内部全部非金属材料。
第二步,设置空白组、单材料组和组合材料组,逐步锁定污染源。
第三步,根据材料在设备中的实际功能,筛选低挥发硅油、低挥发硅橡胶、胶黏剂、灌封材料或硅树脂。
第四步,对候选材料进行规定条件下的挥发、冷凝和热老化测试。
第五步,完成组合材料和整机复验,再确定最终材料型号和工艺。
安徽艾约塔硅油有限公司作为有机硅全产业链的方案提供者,可围绕硅油、硅橡胶、硅树脂及相关有机硅助剂协助排查材料方向。具体型号应在污染源确认、检测条件明确并核实产品数据后确定。
不一定。胶黏剂、密封胶、润滑脂、塑料助剂、脱模剂、助焊剂和清洗残留都可能释放可凝结物。
不能只按黏度判断。还要比较低分子物、挥发分、测试条件、使用温度和材料的热稳定性。
不等于。起雾还与挥发物的可凝结性、镜片温度、设备密闭程度、材料用量和内部温差有关。
不能保证。D3—D10等低分子环状硅氧烷只是可能的污染来源之一,还需检查其他挥发组分并完成组合材料和整机测试。
TML表示材料在规定条件下的总质量损失,CVCM表示其中能够在收集面凝结的挥发物。对于光学污染,CVCM通常更接近敏感表面的沉积风险,但仍不能直接替代实际设备测试。
不能直接等同。该方法主要用于真空环境下的材料逸气筛选,常压密闭设备还需要按照实际温度、结构和材料用量进行起雾验证。
表干不代表内部完全固化。未充分固化的材料仍可能释放反应副产物、溶剂或残余低分子组分,应按产品要求完成固化或后固化。
应设置空白组、单材料组和组合材料组进行对照试验;条件允许时,再对沉积物进行成分分析,并通过整机复验确认。