[电子标准]-SJT9167.16-19931.pdf

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1、Si 中 华 人 民 共 和 国电 子 行 业 标 准 s J / T 9 1 6 7 . 1 6 -9 3 U L 7 4 6 . -1 9 7 9 聚合材料长时性能的评定 P o l y me r i c ma t e r i a l s l o n g t e r m p r o p e r t y e v a l u a t i o n s 1 9 9 3 - 1 2 - 2 0 发布1 9 9 4 - 0 6 - 0 1 实施 中华人民共和国电子工业部 发 布 目次 总则” . ” 二” ” ，. ， .” “ ” ” 6 2 ) 1 范围 ， 一 ， ， 。 ， 一( 2 ) 1

2、A 引 用 文 件 ” 华 - “ “ 。 ， ，. . ， ” “ ( 2 ) 2补充 试 验 程 序 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ， . . . ， . . . . . . . . . . . . . . . ( 2 ) 3 聚合材料的 特性 . ， ， ， . ( 2 ) 4 聚合材料的 应用 一 、 ， ” ” ” ( 3 ) 聚合材料相对热指数的测定 ， ， ” ( 3 ) 5 概述 ” ， “ 二 ， 权 ” 一，! ( 3

3、 ) 石 相 对 热指 数 一以 历 史记 录 为 依 据 ，. 一 ” ” “ 一， ， ( 4 ) 7相 对 热 指 数 一 W 长 时 热 老 化 程 序 为 依 据. . . . . . . . . . . . . . . . . ( 5 ) 8 设备 ” ， ” ( 5 ) 9 试验程序的范围 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ，. . . . . . ( 7 ) 王 。 性能评定试验 ， ，. ，

4、( 8 ) 1 1 烘箱温度的 选择 ， ” 一 。 ” “ ” 二 ( 8 ) 1 2核 对 材 料 的 选 择 ” 4 ” . ” 一， ，. ，. 一 ( 9 ) 1 3 试样 - - ， ，. ( 9 ) 1 4 热老化 ” ” . ， ( 9 ) 1 5 寿命的终止 “ ” ” ” ， ( 1 2 ) 1 6 验证试验 ， 一 ” - ( 1 2 ) 1 7 分析和评定 - ” ， ， “ ( 1 2 ) 1 8 材料成分的 变化范围 “ 少 “ ( 1 6 ) 1 9 老 化、 试 样 及 检 查 试 验 程 序 . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 9 ) 相对热指数分级 ” ” “ ，. . ” ， ( 2 5 ) 2 。 温度分级的 规定 ” ， “ 。 ，二( 2 5 ) 中 华 人 民 共 和 国 电 子 行 业 标 准 聚合材料长时性能的评定 s / T 9 1 6 7 . 1 6 -9 3 UL 7 4 6 B-1 9 7 9 P o l y me r i c ma t e r i a l s l o n g t e r m p r o p e

6、r t y e v a l u a t i o n s 本标准等同采用美国保险商实验室安全标准UL 7 4 6 B I . 5 5 无机冷模塑料( 水硬水泥等) 1 3 0 1 5 0 2 0 0 注 a .除非另有说明是特定的共聚物、 文联物外通用热指数栏表示的指数值为均聚树脂的通用热指数。 一4 一 S J / T 9 1 6 7 . 1 6 -9 3 如果是掺合塑料则表示的是其组份中任一的最低热指数值作为该混合物的通用热指数。 b .包括玻瑞纤维增强材料和/ 或云母、 石棉、 矿物质、 碳化钙及其它无机类填料的材料; c .只包括那些通过高沮高压工艺的模塑料， 加工方式可以是注射、 压制

7、、 拉制、 传递模塑、 金周合模加 热棋塑等. 不包括采用开模式或低压模塑工艺的模塑料， 这类加工方式的有手工裱栩、 接触袋模 塑、 纤维绷绕模塑、 旋转模塑和粉末涂夜( 悬浮床法、 静电喷涂、 热浸涂、 优动涂贾) ; d .包括含有纤维填料系列类的材料( 这里的纤维不是有机合成纤维) ， 但不包括加在液体树脂中的纤 维增强系列类的材料。有机合成物类坟料在温度不高于1 0 5 可认为是能接受的; e . 除了通用热指数为1 3 0 的 材料外. 材料要在空气循环烘箱内 温度为1 8 0 0 的条件下经历5 0 4 h ， 其 介质耐压强度应保持在未老化时的5 0 沁以上， 试样是在模压成型后

8、在干姆条件下试脸。试脸前， 从供箱中取出的试样要放在干姆瓶中至少冷却2 h , 6 . 2 除表6 . 1示出的热指数外， 其它材料的通用热指数被认为是 5 0 C ( 1 2 2 0 F ) . 6 . 3 除表 6 . 1 指出的以外， 材料的通用热指数与厚度， 染料无关。 相对热指数以长时热老化程序为依据 7 . 1 当 材料暴露在不同环境中 时， 其性能随时间 的延 续而劣变， 而性能劣化的主要原因往往 是材料暴露在热环境中。 7 . 2 不能把材料在空气中承受热老化后的性能假设成与使用条件下材料的性能相同， 然而材 料的热老化的资料可以作为比较聚合材料的依据之一 了 . 3 通过测量

9、材料在若干个高温条件下进行老化试验后性能的变化达到一预定水平来确定 材料的热老化特性。把在各个温度下， 到达寿命终点的时间的对数， 与绝对温度的倒数一一对 应作图， 再通过回归分析作出最吻合的直线， 绘制出的这种曲线， 通常被看作是材料的参考寿 命线。 7 . 4 材料制造商应对下列两点负责: ( 1 ) 估计哪些用途中可使用该材料; ( 2 ) 选择的温度、 性能 和厚度都已通过热老化研究后确定。如果产品中一种材料的分解能有对另一种材料产生有害 影响的怀疑， 例如两种不属于同类的材料或者一种材料中添加阻姗剂或其它填加剂有害地影 响了其它材料， 那么不应在同一烘箱中摸拟老化， 烘箱有向外排气的

10、功能利于试验是最理想 的。 设备 烘箱 8 . 1 用于老化试验的热老化烘箱应符合A N S l / A S T M D 2 4 3 6 -6 8 ( R 1 9 7 6 ) 电气绝缘用强 制对流空气的实验室烘箱 标准。， 例外: 无空气循环的静态 烘箱和/ 或强制通风循环空气烘箱， 若没有能力以 每小时1 0 0 - - 1 5 0 次的速率交换至少 9 0 %新鲜空气的话， 只可用于下列情况: A . 此箱能保持如A N S I / A S T M D 2 4 3 6 - 6 8 ( R 1 9 7 6 ) 标准中规定的各种温度并且均匀 一致 。 B . 认为材料的分解产物不能引起聚合物的

11、进一步降解. 也就是说， 不具有自动催化作 用 。 C . 在同一烘箱内老化已知性能的比对材料并与受试材料是采用同一时间间隔。 8 . 2 烘箱的温度控制有适用于长时试验的能力， 希望烘箱具有定时器以及为了防止试样损 一5 一 S J / T 9 1 6 7 . 1 6 - 9 3 耗、 数据丢失， 间断试验的温度切断器。 通常偏要四个有适用能力的烘箱保持老化试样， 尽管两 个供箱 就能有效地完成全过程， 即 先将烘箱开关设置在较高热老化温度， 而后两个供箱开关再 设里到较低的热老化温度下试验。 8 . 3 热老化很度应准确地控制和调节。 在试验开始时， 要频萦地检侧箱温， 并要在箱子不同位

12、里安装 热电俩以便检侧整个箱子温度的变化， 当试验开始后. 检 侧沮度的颇率可以减少. 8 . 4 A S T M D 2 4 3 6 - 6 8 ( R 1 9 7 6 ) 标准中 规定了空气 循环烘箱的性能要求， 通风速率， 祖度特 性和时间常数等要求。 例外1 , 烘箱的倾定老化沮度确定后， 沮度变化不得超过士 Z 0 o i 例外2 : 当按A S T M D 2 4 3 6 -6 8 ( R 1 9 7 6 ) 标准规定测f时， 通风速率应在每小时交换1 0 4 次新鲜空气到每小时交换1 5 。 次新鲜空气之间， 若不在要求范围 之内， 要能够调节通风口 和气 流调节器使通风速率控制

13、在要求范围内， 其它参见8 . 1 例外. 例外3 : 如果供箱不是频萦地开启或烘箱老化时间与 烘箱开启时间的比 值很大， 时间常数 要求不适用。 8 . 5 图8 . 1 示出了烘箱中儿个放置热电俩的部位， 目的是测定烘箱中的温度是否有温差。如 果未使用已校准的 热电 偶， 用同一轴热电偶丝 做成的九支 热电偶能用以 提供规定的温度值， 即 把热电偶的另一 头依次放入一沸滕的液体内， 液体的沸 点要在热老化温度范围内( 例 如 1 . 4 对二氮苯显示的沮度 T 为 1 7 3 - 4 1C) 其温差不超过 0 . 2 0 C ( 0 . 3 6 0 F ) . 图 8 ， 1热电偶的位置

14、8 . 6 图 8 . 2 列出的数据可用来测定温度的均匀一致性。 图 8 . 2 测定老化箱温度均匀一致性的数据表格方案 烘箱制造厂和型号 烘箱系列号 控制类 型 试验箱体尺寸in长、in宽、i n高 烘箱标称沮度 空气流速 环境温度 水平垂直 一6 一 s a / T 9 1 6 7 . 1 6 -9 3 时间 mm 热电偶序号 12345 67s9 0 ( 开始) ! 5 1 0 1 5 2 0 每栏的最大与 最小的盗差 两个最大温差的平均值 温差 : 4 5 个读数中的 2 个最高值 4 5 个读数中的平均值 4 5 个读数中的 2 个最低值 两个最大温差 的平均值 时间常数: 温差的

15、最大读数( A T) 十分之一的温差( A T/ 1 0 ) 时间常数s 通 风速率 ; 通风设置 烘箱温度 环境温度 hW a t t sW .h 空气变化/ h 入口出 口 密封 正常 关关 无 风门调节设置 空气密度， g / c r n g 沮度设置 空调室或箱 8 . 7 空调室应能保持温度在2 3 . 0 士2 . 0 C ( 7 3 . 4 士3 . 6 0 F) 和相对湿度 5 0 士5 环， 或者是按各个 不同的性能试验方法中规定的其它值。 其它的试验设备 8 . 8 其它的试验设备应按各个性能试验方法中的规定. 9 试验程 序的范 围 试验性能的选择 9 . ， 应确定在热

16、老化试验中要评定的特定性能。 一7 一 s l t T 9 1 6 7 . 1 6 -9 3 9 . 2 材料的预期应用( 即材料制造厂所期望的应用) ， 以 及为满足应用的材料的可燃性， 物理 性能和电气性能都应被考虑。 9 . 3 表9 . 1 列出的性能， 能有助于测定适用调研范围之列的性能， 并应尽可能地代表最终应 用时所需的性能。 表 9 . 1 性能和试验方法 性能“ 机械性能 最大拉伸应力和/ 或育曲双度 拉神冲击或悬钟梁式冲击 电性能 介质耐压强度 可撤性 垂直嫩烧 试验方法 UL 7 4 6 A UL 7 4 6 A U L 7 4 6 A U L 9 4 注: a . 本表

17、列出的性能是不完全的， 其它的在某一特定最终应用中起关健作用的性能要包括在试验方案 中 。 1 0性能评定试验 概述 1 0 . 1 表9 . 1 列出的 试验规范标准是通常用作性能评定试验的。 如果 发现适用， 也可用作其它 试验 . 1 0 . 2 这些试验在材料加速热老化过程中要监测每一性能的性能水平。 1 0 . 3 所选择的试验要尽可能地摸拟预期应用的现场使用条件， 有些试验只能用于聚合物的 某种特定的形式( 例如薄膜或片状材料) 。 终止点的选择 1 0 . 4 电工电子工程师协会( I E E E ) 标准， 没有规定测定寿命终止的方法， 但是已有几种替代 的方法。与最终应用最密

18、切相关的有两个方面， 即固有性能水平和未老化性能的百分率水平. 产品设计通常引入安全系数， 因此本标准制定的相对热指数是以包含安全系数为基础的。 由于 热降解造成的性能衰减5 0 % 时已出现电击、 着火和人身伤害的早期迹象， 这是人们 所不希望 的， 正是由于这种考虑确定把各个老化温度下性能衰减到未老化时 性能的5 0 %的时间记录作 为寿 命终止点。当 适用时即采 甩这种定蛋评定的试验方法。 1 0 . 5 在某些应用 场合， 性能衰减至初始性能的5 0 %有可能代表不了 实际工作条件承受的应 力。当 在规定出 预期的 工作应力、 预期的 工作周 期、 产品有效期内性能劣化的程度及可接受的

19、 安全系数的情况下， 可以应用固有性能水平。 作为一种可供选择的方法是利用 U L 7 4 6 C 电气 设备用聚合材料的评定 中的概念， 测定每一应用条件下的相对热容量。 1 1 烘箱温度的选择 1 1 . 1 至少要选择四个烘箱温度， 被选定的最低温度应认为在此温度下材料的预期寿命大约 是9 - 1 2 个月; 第二个选定的稍高的 温度为 材料的预期寿命大约是6 个月; 第 三个和第四个温 度分别为材料的预期寿命是 3 个月和 2 个月。见表 1 1 . 1 一8 一 S .J / e 9 1 6 7 . 1 6 -9 3 表 1 1 . 1 烘箱温度的选择 试验温度 t 1 ( 最高的)

20、 t 2t 3 t 4 “ ( 最 低的) 近似寿命 月 小时 周期C天 ， 1 7 2 0 3 3 2 1 6 0 7 6 4 3 2 0 1 4 9 - 1 2 6 4 8 0- - 8 6 4 0 2 8 注:a 不会造成在5 0 0 h 内寿命终止， b .不会造成在 5 0 0 0 h内寿命终止， c 见1 3 . 2 条。 1 1 . 2 降解是特定聚合物老化特性的一种行为。 因为各种被试材料有不同的试验温度， 故不能 推荐特定的老化温度。 1 1 . 3 在不同温度下的短时筛选试验， 可用于评估预期的使用寿命 1 1 . 4 如果由于温度的转折点或温度极限和需要考虑到老化温度间的

21、波动， 要想获得有效数 据有必要将表 1 1 . 1中规定的最低试验温度t 4扩展到能正好包含表 1 1 . 1 注 b规定的有效寿 命最小值 5 0 0 0 h的范围中. ” 5 老化温度间的波动要充分地考虑到测量控制温度时产生的小误差， 通常至少为 1 o C ( 1 8 0 F) , 1 1 . 6 限定上述温度的原因是要提供准确的数据， 以 便能作出合 理地预言， 推断确定寿命期可 接受的工作温度. 1 2 核对材料的选择 1 2 . 1 被选择的核对材料要以被试验研究的材料同样的方法在热老化程序中进行试验。 1 2 . 2 这种核对材料是一种已确定相对热指数的材料。并且这种材料已有在

22、额定温度下现场 使用情况良好的记录。如有可能， 还应是与选定受试的材料属同一类型的材料， 采用同样的厚 度进行试验时期有与选定受试材料尽可能接近的相对热指数。 1 3 试样 1 -3 . 1 测试样品的几何尺寸参照U L 7 4 6 A d 聚合材料短期性能的评定 . 通常由5 个试样组成 一组， 但若测出的性能显示出分散的结果， 则就需要更多的试样， 试样的典型 要求参见第1 9 章 。 1 3 . 2 对烘箱中的各个温度都要规定一个周期数.最高温度的周期数常为 3 d ， 第二个稍低的 温度规定的周期数为 7 d ， 第三个更低的温度的周期数为 1 4 d , 最低沮度的周期数为 2 8

23、d , 参见 表 1 9 . 2 - 1 4热老化 1 4 . 1 为了得到烘箱中各个老化温度下逐次在每个周期末测试各种性能的结果， 并且材料一 般要经受1 0 个以上周期， 故需要大量的试样。 刊. 2 为了节省 所需试样的总数， 要减少测试的频率， 并 且也能确定性能衰减到接近 初始性能 一9 一 S J J T 9 1 6 7 . 1 6 - 9 3 5 0 %时的数据， 这种程序在1 4 . 3 -1 4 . 5 条中已列出。 1 4 . 3 在每一温度下， 最初在 烘箱中 放五组试样， 而后在第一个周 期、 第二个周期、 第三个周期 末再分别加一组试样。 1 4 . 4 在第三周期末

24、， 最初放入的试样中的一部分应从烘箱中取出， 进行规定的应用试验， 假 设这些试验还没表现出寿命的终止， 接着要按三个周期的间隔重复试验直至记录至寿命终止 点.这些试样的全部应从最初放入供箱的试样中选出。 1 4 . 5 当寿命的终止点被记下后， 已放在烘箱中的各组试样要陆续从烘箱中取出和承受试验， 对于这些试样的性能分析， 能得出更精确的寿命的终止的时间。 如果已受试的所有原始试样在 试验中 没有得到寿命的终止时间， 为了延丧 老化周期到总数为2 2 个周期( I 组) ， 在试验过程 的各个时间， 可以把后续的试样从烘箱中取出试验。 包括试祥寿命终止的所有试验的一般程序 在下面叙述.表 1

25、 4 . 1 概括了这种研究。图1 4 . 1示出了用于记录热老化试验概括的典型数据 表 。 1 4 . 6 运用上述方法， 对于 各种性能的 数值要在每个周期结束时获得， 各种 性能 值与四个老 化 温度中每个温度之间的关系可以画一条曲线来表示。这种寿命终止数据而后能用于测定相对 热指数。 1 4 . 7 当性能到达保持在原始性能水平的 5 0 %之后， 至少应取得一个补充数据点来确认寿命 的终止点 。 1 4 . 8 性能的测定可以要求包括计算试样的尺寸， 在这种情况下， 试样的尺寸在进入烘箱的预 咎理 前 就 应 记 录 下 来， 并 用以 性 能 计 算。 例夕 卜就物理性能而言， 如

26、果烘箱中处理结果使试样尺寸明显变化， 以至于造成较低的物 理性能， 则该值应记录下来， 并用以性能计算。 表 1 4 . 1 主要性能后续组的试验程序 周期终止序数 0 1 2 3 4 . 5 . 6 7 8 , 9. 1 0 1 1 1 2, 1 3 . 1 4 1 5 1 6 , 1 7 . 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 进箱组 ( 标识) B、 C, D, E、 F G， H r 受试组 ( 标 识) A( 未老化) s J / T 9 1 6 7 . 1 6 -9 3 注 。 . G , H , 1 组试样是分别在第1 , 2 , 3 周期末一天或 更

27、多 天之 后放入拱箱内， 本程序给出了 试验组进一 步处理的时间和得出后续组移出的决定 b .寿命的终止将在 3 , 7 , 1 1 , 1 5 或 1 9 周期末达到， H组， 1 组试样将从烘箱中取出试验. 为了更精确 地测定寿命终止的时间， 如果在 1 9周期末， 寿命的终止仍末达到， G, H,I 组试样可如上述试验. 制造厂_ _ _ _ _ 材料 烘箱温度 样品厚度 性能 h / 周期温度 厚度 C h / 周 期 周 期 序 数 经 历 时 间 h 平均试验值 ( 单位) 经厉时间 h 一 l is* 4 1 一 ( 单 位 一 ， 00O 1 一一 4 2 3 4 5 6 6

28、7 8 9 1 0 1 1 1 1 2 1 3 1 4 I S 1 6 工 7 1 8 19 2 0 21 2 2 图 1 4热老化数据汇总表( 破坏性试验) S J / e 9 1 6 7 . 1 6 -9 3 1 5 寿命的终止 主要性能 1 5 . 1 当没有数据资料得知何种性能( 可燃性、 介质耐压强度、 弯曲强度等) 可能最先衰减至不 可接受的数值时， 应对每种性能进行全面试验， 但若已知某性能衰减较快， 而且是材料相对热 指数要依据的这些性能， 则应在试验全过种进行测试。 而其它性能只是在终止点测量。 在整个 老化程序中要监测的性能被称之为主要性能。 次要性能 1 5 . 2 仅在

29、一开始和在主要性能衰减至 5 0 %之后要测试的性能称之为次要性能。 如果次要性 能的测定表明 材料已 合格地通过性能的5 0 % 点， 那末要确立一个寿命时间与温度之间的关系 曲线， 要求重复全老化过程的检查试验。此时， 后续的试样组能有效地用于这种情况， 见表 1 5 . 1. 表 1 5 . 1 后续组试验程序一次要性能 周期 0 1 2 3 4 5 . 6 。 7 入 箱 组 N 0 P Q R 试 验 组 M( 未老化) 注: a当主要性能最早通过 5 0 纬的点时， 所有组的试样全部从供箱中取出， 并在此时试验. 其方法如表 1 4 . 1 所示. 如果e 从N组试样看出它不能通过

30、5 0 %的点， 其余的试样组就不必再试验， 如果N组试 样通过 5 0 %的点， 那么O, P , Q和R组试样依次再被试验. 这些组试样不及最初放入烘箱的试样的 老化时间长。 1 6 验证试验 1 6 . 1 在某些情况下， 可以验证试验形式使烘箱中保存最少量的试样， 采用这种方式时， 性能 不是绝对地在被老化的试样上测量. 取而代之的是在未老化的试样上测量性能的数值， 以此确 定一个参考值. 在老化过程中当每一个周期 结束时( 见表1 4 . 1 ) ， 全部试样( 通常为1 0 个) 要承 受原始性能值 5 0 %水平的某种性能应力， 不能承受这种性能应力的试样要在试验过程中剔 除，

31、并且要记录每一个试样在烘箱中经受的时间， 寿命的终止是要假设在上述的从烘箱中剔除 试样的 动作出现之前已 经过全过程周期数的 一半， 能够承受其性能应力的试样要退回烘箱继 续老化， 并且在随后的几个周期结束时重复进行性能应力试验， 这个过程要继续到所有试样达 到寿命的终止。平均寿命的对数值要加以确定并用于得出一个相对热指数。当介质耐压强度 要作为评定的性能时， 通常采用这类验证试验。 在这种情况下， 能够只测定一个终止点， 并且往 往是原始性能值 5 0 %的这个点。 例外: 从经验数据中得到的性能下降至原始值 5 0 %时的时间对数， 在任一给定温度时， 通 常是正态分布的。可以采用国家标准

32、与技术学会手册( 9 1 ) 版 经验统计学 中规定的概率分析 方法估算出平均寿命的对数值， 该值在试验温度下至少有一半的试样达到寿命的终止。 1 了 分析和评定 一12一 S ,1 / T 9 1 6 7 . 1 6 - 9 3 1 7 . 1 在积累数据之后， 有必要依据工作沮度与预计寿命来评定绝缘材料， 为了确定可靠的程 序， 提供一个关于结果的准确， 统一 清楚的报告 也是很重要的. 1 7 . 2 当采用到验证试验时， 最有必要确定在加速老化温度下性能降至原始值一半的时间。 降 解机理通常是由于链开裂、 氧化、 结晶度变化， 表层形成交联结构等复杂综合的影响。 就连续的 简单的关系不

33、能精确地定义温度与时间的关系。 通过把不同老化温度下的性能与时间 的关系 曲线， 借助时何的函数转化为离散的强 度极限线, U = f ( t ) 或性能， V = f ( P ) , 1 7 . 3 如果有一定数A的可接受数据在 5 0 %水平线上下波动， 可以用一个三次多项式内插所 碰到的大多数据， 这种方法一般不用于外推到 5 0 %水平线。方程式的形式如下; Y，a 。 十a , t +a ,t z 十a ,t 式中: Y 特性值( 性能水平) 。 t 时间， 以h 表示。 如果能达到一种更好的描绘数据的形式来表示， 那么这个最吻合的三次多项式可以采用 其它的关系式代替， 1 7 .

34、4 多项式系数可通过下列矩阵方程解出: E Y )( n E t7 t 2E t2la a l ! I t y 一 E t E t , x t E L “ . “ I E t = Y I I Z t 2 2 t f t , Z t “ ， 】 L Et YJ 1 zt .yt , zt , zt J l a . , J 式中: n 计得数据的点数。所有的累积数都是从 1 n 。 上述矩阵方程表示的是由四个未知 数组成的四个方程。 根据测试数据点的总和可通过上述方程解出系数a a , a l , a 2 , a 3 。 通常 确定一个有用的关系式至少需要五个测试数据。 1 了 . 5 为了说明以

35、下列一组数据为例 时间( h )拉伸强度 MP a 0 8 4 . 5 5 0 4 9 2 . 6 1 4 7 8 5 3 . 9 1 9 1 5 1 9 4 8 1 9 8 2 2 0 1 6 3 7 . 2 3 5 . 9 3 9 . 9 3 6 . 4 用于示例的数据 由于所测得的数据与 5 0 %的水平线偏离较远， 经判断可淘汰 O矩阵方程中的 8 4 . 5 MP a , 1 7 . 4 条中矩阵可由下式具 体表示出来。 公 二5 0 4 +1 4 7 8+1 9 1 5 十1 9 4 8 +1 9 8 2 +2 0 1 6 E t =( 5 0 4 ) +( 1 4 7 8 ) 2

36、 十( 1 9 1 5 尹+( 1 9 4 8 ) 2 十( 1 9 8 2 ) - 1 - ( 2 0 1 6 ) E t Y二 ( 5 0 4 ) 9 2 . 6+ ( 1 4 7 8) 5 3 . 8+ ( 1 9 1 5) 3 7 . 2十 ( 1 9 4 8 ) 3 5 . 9+ ( 1 9 8 2) 3 9 . 9+ ( 2 0 1 6 ) 3 6 . 4 当从矩阵方程所得的联立方程组解出后， 可得到如下形式的多项式: Y=4 3 . 4 0 7 5 -Q. 8 1 3 X 1 0 - ) t - ( 1 . 9 0 8 4 X 1 0 - ) t 十( 4 . 9 3 6 X 1

37、 0 - ) t 在 5 0 %线相交点， y = 1 / 2 ( 初始性能水平) .示例中相当于y = 4 2 . 2 S M P a 。当 一1 3 一 S J / T 9 1 6 7 . 1 6 - 9 3 y = 4 2 . 2 5 MP a 时， t 值可通过计算技术累积得到。 被计算出 来的 时间1 7 0 7 h 是用最吻合的兰次 多项式确定的。 一种取代方式是以性能保持百分数( Z ) 是时间( t ) 的函数来表示方程系数. 这种 取代方式的三次方程可表示为: Z二5 1 . 4 3 6+ ( 2 . 2 5 7 6 X 1 0 - ) t一 ( 2 . 2 5 7 6 X

38、1 0 “) t 0+ ( 5 . 8 3 9 0 X 1 0 - ) t Z =5 0 %初始性能水平值时， 对应的时间值可计算得出1 7 0 7 h , 1 7 . 6 预期寿命应被认为 是温度的函数。 表示温度取决于化学反应速率系数的阿累尼乌斯方 程可用于近似地表示绝缘体寿命与温度之间的关系。 用于这种情况的方程表明绝缘体寿命的 对数值与绝对沮度的 倒数呈线性函数关系. 通过线性回归分析的最小二乘方确定的具有最合 适的斜率和截距的直线示出绝缘体寿命的对数与绝对温度的倒数的关系. 1 7 . 7对 于 反 应 速 率 的 阿 累 尼 乌 斯 方 程 为 K 一 A e _ eK = A e

39、 “ ， 其 中 K 为 反 应 速 率 系 数 , E 是 活 化 能 ( 对 于小的温度变化是相对恒定的) , R是气体常数, T为绝对温度， A是频率因数( 常数) ， ， 则等 于 2 . 7 1 8 2 8 4 , 1 7 . 8 阿 累尼乌斯方程诵过取 自然对教可简化为以下形式 ， I o g , K 二I o g , A一 令y = l o g , K, a = l o g , A, b 二一 E / R , X =1 / T， 得出 把两个变量r和 y以线性方程式示出。 E RT y =a +b r ,假设 a , b 为常数， 那么等式 1 7 . 9 绝缘体的评定是通过线性

40、回归分析完成的， 这种分析方法涉及到研究两个或多个变量 的关系， 本例分析的是材料性能寿命与工作条件的关系， 用字母y代表的因变量示出性能寿 命， 字母z 代表自 变量表 示工作条件， 线性回归分析就成为分析刃材料 性能寿命的l o g e 值) 与 z ( 工作温度) 的函 歌关系。 1 7 . 1 0 把选试材料与核对材料两者都用阿累尼乌斯方程求解或作图后， 通过比较可以确定选 试材料的相对热指数。 1 7 . 1 1 插图1 7 . 1 所示曲 线是通过在四 个测试温度下研究材料老化过程得到的。 此例中， 冲击 强度、 拉伸强度、 介质耐压强度都已探测。 在每个温度下最早衰减至性能初始值

41、的 5 0 %的是冲 击强度， 在每一温度 下这种性能达到其5 0 %的时间可用于建 立如曲线s所示的时间 温度 曲线。 一1 4 一 S J / T 9 1 6 7 - 1 6 -9 3 卜 二三月马用舀月片片月月群井丰牡巨 巨 月 目 目 曰一 月月 月 曰 曰 一卜曰曰丹汁十十日 日日日 日 闯- - A习月国目一卜目以斗斗丰书甲 甲 目 目 目 厂 不一 日寻 月 陈 阵一 卜曰曰曰- 州一 卜厂 俘日日 日 一r 7-1 -一【 一，厂一氏一1 1 .一 二 ， 卜 _、 ”1 门门 门 门门 厂 一l勺 门 门 田 口 . ( A : 核 又 寸材科 _ 7 门 口味 刀门口口刃口口 I! 口 口 口 阵二习 =科不共阵丰井二 二翔 户芬 李-+弓一卜干月一自目自 厂 不一曰共 日 弓 曰 闷 曰 曰二 A 7 (B )1 4 t 4 r 一门 r es甲 月 目 一 门(犷1 1 一门不. l es， 二司户二 国 Fq 习闻国目目阁曰. ，-州卜州r . resr州r门日 目 目 目 厂 不- 一月 目 曰 曰曰户月曰曰曰曰曰曰日 日日日 日 l一节广一氏甲 厂州【 .一 甲氏勺 厂 勺 门 门