电子产品中非金属材料针焰测试

发布日期:2025-07-17 13:46    点击次数:119

1. 测试目的

核心目标:验证电子产品中非金属材料(如塑料外壳、绝缘件)在局部小火焰作用下的抗引燃能力,防止因故障引发的火焰扩散。适用产品:消费电子(充电器、路由器、电源适配器)家电(电饭煲、咖啡机控制面板)汽车电子(车载充电器、ECU外壳)工业设备(PLC模块、接线端子)

2. 测试标准

国际标准:IEC 60695-2-2(针焰试验通用方法)IEC 62368-1(音视频与ICT设备安全,明确针焰测试要求)中国标准:GB/T 5169.5(等同IEC 60695-2-2)行业标准:UL 746A(美国塑料材料防火性能评估)ISO 3795(汽车内饰材料燃烧特性)

3. 测试设备与参数

核心设备:针焰燃烧器:内径Φ0.5±0.1mm喷嘴,火焰高度12±1mm(使用丁烷气体,纯度≥95%)。计时装置:记录火焰施加时间(通常30秒)和燃烧持续时间。铺底层:单层干燥绢纸或棉布(模拟设备下方可燃物)。测试参数:火焰温度:约1000°C(火焰尖端温度)。火焰施加时间:30秒(部分标准允许缩短至10秒或延长至60秒)。施加角度:火焰与样品表面呈45°(模拟火焰倾斜接触)。

4. 测试流程(以IEC 60695-2-2为例)

样品准备:成品或部件按实际使用状态安装(如带外壳、内部组件完整)。测试前在温度23±2°C、湿度50±5%环境下调节48小时。测试点选择:高风险区域:电路板边缘、连接器接口、散热孔、外壳接缝等。材料薄弱点:薄壁塑料件、绝缘套管、粘合部位。火焰施加:燃烧器预热至稳定火焰高度(12mm)。火焰尖端接触测试点30秒,同时观察燃烧行为。观察记录:引燃时间(Ti):从接触火焰到样品起火的时间。燃烧持续时间(Te):移除火焰后样品持续燃烧的时间。滴落物是否引燃铺底层。重复测试:每个测试点测试3次,取最严苛结果。

5. 判定标准

合格条件(需同时满足):未引燃:测试期间未出现火焰(直接通过)。燃烧时间:若引燃,Te ≤ 30秒(移除火焰后30秒内自熄)。铺底层安全:滴落物未引燃铺底层。分级判定:Pass:满足上述条件。Fail:Te >30秒或引燃铺底层。

6. 电子产品测试的特殊考量

微型化设计:小型设备(如TWS耳机充电仓)需针对内部狭窄空间选择测试点,避免火焰因结构限制无法充分接触。高密度电路:电路板上相邻元件的热传导可能引发意外引燃,需评估火焰对周边区域的影响。电池安全:含电池的设备需额外验证针焰是否触发电池热失控(参考IEC 62133)。

7. 常见失效原因与整改措施

8. 行业应用示例

手机充电器:测试点:USB接口周围塑料、变压器绝缘层。要求:Te ≤30秒,不引燃铺底层(符合IEC 62368-1)。车载导航仪:测试点:外壳接缝、屏幕边框。温度:火焰施加30秒,需满足ISO 3795汽车内饰燃烧标准。工控设备电源模块:测试点:端子台塑料支架、通风口格栅。整改案例:将材料从普通PP改为V0级PBT,Te从45秒降至10秒。

9. 注意事项

设备校准:每周校验火焰高度(使用标准量规),确保喷嘴无堵塞。气体压力控制在50kPa±5%,保证火焰稳定性。安全防护:实验室配备防爆通风系统,避免可燃气体聚集。操作人员穿戴防火服、护目镜及防毒面具。环境控制:测试环境温度波动≤2°C,湿度偏差≤5%,避免影响燃烧行为。

10. 与其他测试的关联

灼热丝试验:模拟高温部件接触可燃材料,与针焰试验互补评估不同引燃场景。水平/垂直燃烧试验(UL94):评估材料本身的可燃性等级(如V0、V1、V2)。热丝引燃试验(HWI):针对绝缘材料的耐电弧引燃能力(如IEC 60695-2-20)。