GB∕T-英文版铝及铝合金阳极氧化膜及有机聚合物膜绝缘性的测定
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1范围
本文件规定了阳极氧化膜及有机聚合物膜的绝缘性测定的方法概述,试验条件、仪器设备、试样、测试步骤﹑结果计算及试验报告等内容。
本文件适用于以绝缘性能为目的的铝及铝合金阳极氧化膜及有机聚合物膜的击穿电压,击穿强度及耐受电压的测定。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T非磁性基体金属上非导电覆盖层覆盖层厚度测量﹑涡流法
GB/T.3铝及铝合金术语第3部分:表面处理
GB/T数值修约规则与极限数值的表示和判定
3术语和定义
GB/T.3界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
耐受电压withstandvoltage
膜层在规定时间内不击穿的最大电压。
3.2
击穿电压breakdownvoltage
当以恒定的电压递增速率施加电压时,导致膜层失去介电性能成为导体的最小电压。3.3
击穿强度breakdownstrength
将击穿电压除以试样上膜层的厚度获得的值。
3.4
绝缘性electricalinsulation
绝缘膜层耐电压冲击能力的统称,用击穿电压,击穿强度和耐受电压表示。
4方法概述
恒定速率增加的交流电压施加膜层上﹐或施加膜层和基体间,直至电压突然下降,测定膜层击穿电压。或以恒定速率增加的交流电压施加膜层上,或施加膜层和基体间,直至达到规定试验电压,若能保持该电压恒定至规定时间,则评定试验电压为耐受电压。
注:击穿电压和耐受电压与膜层的介电特性和绝缘性能有关,击穿电压和耐受压电压取决于膜层的厚度及其他因
素,比如基材的成分,表面状态,氧化膜封闭状态,氧化膜陈化程度﹑干燥程度和试验环境的湿度等，
5试验条件
试验环境温度为23℃士2℃,相对湿度不高于65%。
6仪器设备
6.1高压设备
高压设备由变压器、断路器、高压试验调压器、限流电阻、电压表等组成,电源的频率为50Hz或60Hz。其电路示意图如图1所示。高压设备要求如下:
———变压器;能够产生试验所需的电压,输出波形尽可能接近正弦波。
——断路器;达到规定电流时可自动断开电路,以保证试样膜层击穿时能切断电源。
——高压试验调压器:使试验电压能从任何一点不间断地逐渐增加,并提供不失真的波形。保证膜层未被击穿期间的试验电压峰值与均方根(r.m.s.)值之比在√2(%士5%)(即1.34~1.48)范围内。
——限流电阻:限流电阻串联在变压器和测试电极探针之间,用于测定阳极氧化膜绝缘性的限流电阻应为0.5MQ,用于测定有机聚合物膜绝缘性的限流电阻按预估绝缘电压(单位为伏特)乘以0.2Q~0.5Q计算。
——电压表:测定铝及铝合金阳极氧化膜绝缘性的电压表分辨力为10V,测定有机聚合物膜绝缘性的电压表高压测量误差应不超过士4%,结果以均方根(r.m.s.)值表示,单位为伏特。
6.2电极
6.2.1测定阳极氧化膜及阳极氧化复合膜绝缘性的电极
测试平面试样的电极分为单电极(如图2所示)和双电极(如图3所示),单电极中的球形接触面与待测面相接触,接触器与基体金属固定连接,接触器可为表面光滑明亮的金属板,或能够穿透膜层的接触探针或夹子。双电极中由两个球形接触面同时与测试面接触,电极间相距25mm。电极由一定质量2的接触棒组成,接触棒由黄铜或不锈钢等导电材料制成,为操作方便可部分绝缘,可根据需要移动、固定。接触面为球面(直径为3mm~8mm,推荐6mm),接触面保持光滑、无污染。电极的质量应保证接触面置于试样表面时施加在膜层上的总力为0.5N~1.0N(电极质量50g~g)。
6.2.2测定有机聚合物膜绝缘性的电极
电极两个直径为25mm士0.5mm的圆柱体铜制接触棒组成,为操作方便可部分绝缘,可根据需要移动、固定。接触面粗糙度Ra最大允许值为1.60um。上下电极应对称同心,电极间距离可调。
6.3扭曲机
用于绞合两根圆线试样。有一对钳口,钳口间距按试验要求设计,其中一个钳口固定,另一个可自由旋转。在进行绞合操作时应固定好钳口,以防产生侧向偏移。
6.4涡流测厚仪
用于测量膜层厚度,分辨力为0.1um.
7试样
7.1阳极氧化膜试样的尺寸宜为mm×mm,有机聚合物膜试样的尺寸宜为mm×mm.
7.2试样不应取自产品边缘、机加工边缘﹑孔边缘或有角度突变等部位。
7.3试验前应将试样保存在试验环境中超过lh,并记录试验环境的温度和相对湿度。
7.4试样应清洁﹐无污垢,污渍和其他异物。如有污溃﹐应使用水或适当的有机溶剂(如乙醇)润湿后，使用干净的软布或类似材料去除。不应使用会腐蚀试验区域或在试验区域产生保护膜的有机溶剂。7.5试样应保持干燥。试样上的阳极氧化膜如果未经封孔处理,其表面状态应在试验报告中说明。
7.6无法截取符合要求的试样时,可使用标准试板代替。
测试步骤
8.1平面或近平面试样
8.1.1设定试验参数
依据膜层类型选择合适的限流电阻,电压表、电极系统,按下列规定设定参数:
——测定阳极氧化膜绝缘性时,在金属球上施加0.5N~1.0N(推荐1.0N)的力,电压上升速度为25V/s,断路器设置电流为5mA。当使用双电极系统时,两个电极放在平滑或经过加工的试样上的间距应在10mm~50mm之间;
——测定阳极氧化复合膜和有机聚合物膜绝缘性时,先估计试样的耐电压值,确定升压速度。对于不同击穿电压的试样,按表1中规定选取升压速度。断路器设置电流由供需双方协商。如有飞弧产生﹐电极应浸没在盛有变压器油的绝缘容器中,变压器油的击穿强度应不低于25kV/2.5mm。
8.1.2测试击穿电压8.1.2.1将电压表归零。
8.1.2.2在试样上标记试验位置。按照GB/T测量试验位置的膜厚,测量三次取平均值。
8.1.2.3将电极垂直放置在试样试验位置上,如图2或图3所示,当使用单电极测量时,用接触器连接基材,电极固定在膜层上。电极距离试样边缘或凸起的距离宜不小于5mm。
8.1.2.4︰通过操作电压调压器,匀速增加电压,直到电压突然下降(表示膜被击穿),记录此时的电压值(Vt)。
8.1.2.5︰将电压表归零,使设备接地,清洁电极接触面。
8.1.2.6更改试验位置,并重复8.1.2.2~8.1.2.5的步骤至少4次。
8.1.3测试耐受电压
8.1.3.1将电压表归零。
8.1.3.2在试样上标记试验位置。按照GB/T测量试验位置的膜厚,测量三次取平均值。
8.1.3.3将电极垂直放置在试样试验位置上,如图2或图3所示。当使用单电极测量时,用接触器连接基体,电极固定在膜层上。电极距离试样边缘或凸起的距离宜不小于5mm.
8.2圆线试样
8.2.1测试击穿电压
8.2.1.1将电压表归零。
8.2.1.2使用扭曲机用同等的张力将两条合适长度的试样绞合在一起,扭转数应符合表2的规定。试样长度应确保绞合后在两钳口之间的长度(宜为mm)满足试验要求。
9结果计算与结果表示
9.1最小击穿电压(Vtmin
取5次试验的击穿电压(Vs)最小值作为试样的最小击穿电压(Vimin),数值以千伏(kV)表示。
GB∕T-英文版bzfyw.