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GB/T 8754-2022 English:
GB/T 8754-2022 GB/T 8754-2022: 铝及铝合金阳极氧化膜及有机聚合物膜 绝缘性的测定
GB/T 8754-2022 英文名称: Anodic oxidation coatings and organic polymer coatings on aluminium and aluminium alloys - Determination of electrical insulation
ICS 25.220.20
CCSH20
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 8754-2006
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件代替GB/T 8754-2006《铝及铝合金阳极氧化 阳极氧化膜绝缘性的测定 击穿电位法》,与
GB/T 8754-2006相比,除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下:
a) 更改了“范围”(见第1章,2006年版的第1章);
b) 增加了“术语和定义”(见第3章);
c) 更改了“方法概述”(见第4章,2006年版的第2章);
d) 增加了“试验条件”(见第5章);
e) 在“仪器设备”中增加了“高压设备”(见第6章,2006年版的第3章);
f) 增加了“试样”(见第7章);
g) 更改了“测试步骤”(见第8章,2006年版的第4章);
h) 更改了“结果计算”的要求(见第9章,2006年版的第5章);
i) 更改了“试验报告”的内容(见第10章,2006年版的第6章);
j) 删除了附录A(见2006年版的附录A)。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国有色金属工业协会提出。
本文件由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口。
本文件起草单位:国标(北京)检验认证有限公司、佛山市质量计量监督检测中心、广东伟业铝厂集
团有限公司、广东华江粉末科技有限公司、佛山市三水凤铝铝业有限公司、石狮市星火铝制品有限公司、
广亚铝业有限公司、广东德福生新材料科技有限公司、福建省南平铝业股份有限公司、广东广铝铝型材
有限公司、美国科潘诺实验设备公司上海代表处、国合通用测试评价认证股份公司。
本文件主要起草人:樊志罡、张文梅、曾耀斌、梁美婵、蔡劲树、胡小萍、陈世楠、李绍俊、刘克非、
郝雪龙、曾健、刘畅、张恒。
本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为:
---1988年首次发布为GB/T 8754-1988,2006年第一次修订;
---本次为第二次修订。
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 4957 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 8005.3 铝及铝合金术语 第3部分:表面处理
GB/T 8170 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 8005.3界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
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℃±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(100%±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0.5MΩ,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
0.2Ω~0.5Ω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±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
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~100g)。
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±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1.60μm。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0.1μm。
7 试样
7.1 阳极氧化膜试样的尺寸宜为100mm×100mm,有机聚合物膜试样的尺寸宜为120mm×
100mm。
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1h,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。如有污渍,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。
8 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 4957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
(Vb)。
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 4957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。
8.1.3.4 试验电压和时间由供需双方商定(或根据标准要求)。操作电压调压器,匀速增加电压至试验
电压,如果在规定的时间内电压没有突然下降,记录此时的电压值(Vw)。如果在规定的时间内电压突
然下降,则代表膜层被击穿,记录击穿时间t。
8.1.3.5 将电压表归零,使设备接地,清洗电极接触面。
8.1.3.6 更改试验位置,并重复8.1.3.2~8.1.3.5的步骤至少4次。若5次试验在规定时间内电压均未
突然下降,则Vw 为耐受电压。
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400mm)满足试验要求。
8.2.1.3 从扭曲机上拆下绞线,两端分开约50mm,去除两试样的同一端膜层,并使其与变压器的两电
极分别连接。通过操作电压调压器,以不超过25V/s的速率均匀增加电压,直到电压突然下降(表示膜
被击穿),记录此时的电压值(Vb)。
8.2.1.4 将电压归零,使设备接地,清洁电极的接触面。
8.2.1.5 更改测量位置,并重复8.2.1.2~8.2.1.4的步骤至少4次。
8.2.2 测试耐受电压
8.2.2.1 将电压表归零。
8.2.2.2 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400mm)满足试验要求。
8.2.2.3 试验电压和时间由供需双方商定(或根据标准要求)。操作电压调压器,匀速增加电压至试验
电压,如果在规定的时间内电压没有突然下降,记录此时的电压值(Vw)。如果在规定的时间内电压突
然下降,则代表膜层被击穿,记录击穿时间t。
8.2.2.4 测试完成后,将电压置零,使设备接地,清洁电极的接触面。
8.2.2.5 重复8.2.2.2~8.2.2.4的步骤至少4次。
9 结果计算与结果表示
9.1 最小击穿电压(Vbmin)
取5次试验的击穿电压(Vb)最小值作为试样的最小击穿电压(Vbmin),数值以千伏(kV)表示。
9.2 平均击穿电压(Vb)
取5次试验的击穿电压(Vb)平均值作为试样的平均击穿电压(Vb),数......