高阶分析手段在质量控制以及失效模式分析与溯源的应用_上海新泊地.pdf

1、高阶分析手段在风电失效与质控的应用 从 传 统 检 测 到 深 度 分 析 的 升 级汇报人：新泊地 宋家豪ONE01风电领域材料失效分析和质控难点风电失效分析和质控方案设计的难点 系统复杂、变量多，关键部件失效机理繁杂；制造与运维环节的协同挑战；可靠性验证周期长久、金额花费大，不利用前期研发和快速质控的开展；材料化学和结构分析在失效和质控中的优势弥补空白 快速筛选供应商原材料；原理和机理角度解释失效原因；微观变化与宏观失效的结合；周期快、成本低。元素、离子、官能团工艺+化学反应材料性能化学成分材料结构TWO02仪器的组合分析在质控和失效中的应用聚酰胺主体树脂质控电气系统连接器壳体齿轮箱轴承保

2、持架根部螺栓套筒导流罩支架尼龙双六PA66市售价：1.8万左右尼龙单六PA6市售价：1.3万左右如果在PA66中混入少部分PA6降低成本，仅仅通过红外光谱和DSC等较难区分是否是纯PA66的。高含量PA6：FTIR+DSC低含量PA6：化学解聚+液质联用+热裂解气质联用树脂固化/交联程度分析：在试验配方体系下，随着固化剂/催化剂用量逐渐增大，Mc减小，交联密度相应增大，胶料的硬度上升，拉伸强度和拉断伸长率下降，60和80 下的剪切损耗下降。催化剂用量超过一定份数时，定伸应力下降。风电常用的叶片基材、胶黏剂、橡胶、线缆等材料，其树脂的交联程度，往往决定其性能上很大的差异。在一些可靠性测试发现的失

3、效问题，明明材料配方没有发生改变，为什么两个批次不良率差异很大？树脂固化/交联程度质控：低场核磁（LF-NMR）在树脂反应程度中的应用：交联密度测定无损分析反应程度成像与均一性判断反应型高分子材料质控方案设计：低场核磁+色谱定量分析交联密度+残留单体分析材料结构缺陷/损伤分析：可结合传统超声波、探伤检测，把控材料微观到宏观的结构风险。工业CT：孔隙分布、结构异常精度可达纳米级别，实现样块级别的深度质控标准建立。耐候性的化学分析：可结合老化等可靠性测试综合验证产品长期耐候性要求。耐候性助剂的定性定量：速度快+稳定质控+成本低，把控前期风险避免直接做可靠性验证浪费周期和成本气相色谱气相色谱-质谱联

4、用（质谱联用（GCGC-MS)MS)液相色谱液相色谱-质谱联用（质谱联用（LCLC-MS/MS)MS/MS)数据库建立数据库建立材料异常变色（黄变等）的化学分析：飞行时间-二次离子质谱（TOF-SIMS-MS）可测试不同深度下的化学成分变化6040200mX-Z Slice of:F-MC:189;TC:4.324e+0052101.81.61.41.21.00.80.66040200mX-Z Slice of:C2F-MC:16;TC:4.831e+00416141210864206040200mX-Z Slice of:Si-MC:18;TC:5.820e+0041815131085306

5、040200mX-Z Slice of:CHO2-MC:13;TC:3.119e+0041210864206040200mX-Z Slice of:CO3-MC:10;TC:1.878e+00410864206040200mX-Z Slice of:C4H-MC:126;TC:7.494e+0052101.21.00.80.60.40.20.06040200mX-Z Slice of:C6H3-MC:22;TC:5.895e+0042016128406040200mX-Z Slice of:C-MC:93;TC:5.746e+0058060402006040200mX-Z Slice of:C

6、NO-MC:8;TC:1.908e+004864206040200mX-Z Slice of:CN-MC:10;TC:2.814e+0041086420对难以通过溶剂萃取的变色失效，可以结合显微红外光谱对难以通过溶剂萃取的变色失效，可以结合显微红外光谱+XPS+SIMS+XPS+SIMS，实现表面，实现表面到深度的成分变化分析，从而找到失效原因。到深度的成分变化分析，从而找到失效原因。材料成分逆向分析：通过对样品体系的了解，在分析过程中，选用多种色谱、光谱、质谱和能谱等组合，通过对样品体系的了解，在分析过程中，选用