干货｜车用非金属材料燃烧与热性能测试方法

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汽车发展迎来轻量化与新能源结合时代，大量非金属材料被应用到新能源车辆中。但越来越频发的新能源汽车火灾，也让汽车阻燃材料再一次面临不小的挑战。究竟汽车上的非金属材料们包含哪些？这些材料的阻燃性能测试方法又包含哪些？今天，我们来为大家简单介绍下。

汽车常用非金属材料，通常分塑料（汽车内部车壳/装饰、方向盘、各种手柄、开关、电线、接头、大灯外壳、保险杠等）、玻璃（大灯灯泡、车窗等）、工业陶瓷（发动机火花塞绝缘层、耐高温接头、陶瓷阀等）、橡胶（汽车轮胎、发动机活动件密封圈、车门窗防水密封圈、发动机管道等）、皮革这5种（座椅材料等）。

非金属材料的热学性能

热性能定义

高分子材料的热性能是指高分子材料与热或温度相关的性能总合。它包括诸多方面，例如各种力学性能的温度效应、玻璃化转变、黏流转变、熔融转变以及热稳定性、热膨胀和热传导等。是高分子材料的重要性质之一。

测试目的及意义

通过测定物质加热或者冷却过程中物理性质的变化来研究物质性质及变化，或者对物质进行鉴别分形。在表征材料的热性能、物理性能、机械性能以及稳定性等方面有着广泛的应用，对于材料的研究开发和生产中的质量控制都具有很重要的实际意义。

常用热分析技术

热重法（TGA）

测试目的：利用热重法检测物质温度-质量变化关系的仪器，可以计算失去了多少物质。

适用范围：塑料、橡胶、涂料、药品、催化剂、无机材料、金属材料与复合材料等各领域的研究开发、工艺优化与质量监控。

测试温度范围：室温~1000℃

热重分析仪

差式扫描量热法（DSC）

测试参数：材料的比热容、玻璃化转变温度Tg、熔点、熔融热焓、结晶温度以及结晶热焓等。

温度范围：-150~600℃

适用范围：测试温度范围内不会发生分解反应的大部分液体与固体材料。

典型DSC测试曲线

差示扫描量热仪

热机械分析法（TMA）

测试参数：材料的热膨胀与收缩与玻璃化温度等

温度范围：-150~1000℃

测试对象：广泛应用于塑胶聚合物、陶瓷、金属、建筑材料、耐火材料以及复合材料等领域的测试。

热机械分析仪

稳态热流法

测试参数：导热系数与热阻抗。

测试范围：导热系数测量范围从0.1~20W/（m*K）。

测试对象：导热系数偏低的测试膏状、胶装以及固体材料等材料。

稳态热流法导热系数测试仪

激光闪射法

测试参数：材料热扩散系数与导热系数。

测试范围：室温~500℃，可测热扩散系数范围为0.01~1000mm2/s，导热系数范围为0.1~2000W/（m*K）。

测试对象：表面均匀平整的导热系数较高的固体材料。

测试曲线拟合

激光导热仪

非金属材料的燃烧性能

阻燃性测试

材料的阻燃性是指在规定的试验条件下，材料或制品进行有焰燃烧的能力。它包括了是否容易点燃，以及能否维持燃烧的能力等有关的一些特性。经过多年的发展，阻燃性测试已经形成多种标准，成为相关业界非常重点的检测项目。

测试目的

通过对客户提供的样品进行燃烧测试，根据燃烧的结果进行相应的等级评级，协助客户对产品进行品质管控。阻燃等级是非常重要的安全性能之一，是许多认证必不可少的，也是很多国家强制要求的必检项目。

测试应用范围

塑料、泡沫塑料、薄膜、纺织物、涂料、橡胶、汽车内饰件、电工电子等产品。

测试方法

非金属材料的燃烧性能测试方法主要有燃烧实验（水平燃烧和垂直燃烧）、极限氧指数法、烟密度法、炽热棒法等，其中以水平燃烧和垂直燃烧应用较多。

水平燃烧

在规定的试验条件下，测试材料进行有焰燃烧的能力，包括是否容易点燃，以及能否维持燃烧的能力。式样水平夹持，对自由端施加规定的气体火焰，通过测量线性燃烧速度评价式样的燃烧性能。

表1 水平燃烧评价标准

垂直燃烧

式样垂直夹持，用规定点火器产生的火焰，对垂直方向的试样底边中心点火，在规定时间后测量试样的续燃时间、阴燃时间、损毁长度。

表2 垂直燃烧评价标准

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