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**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
热分析方法的种类是多种多样的，根据国际热分析协会(ICTA)的归纳和分类，目前的热分析方法共分为九类十七种，在这些热分析技术中，热重法（TGA）、差示扫描量热法（DSC）、热机械分析（TMA）、稳态热流法和激光闪射法应用得最为广泛。
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。
1
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**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
2
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
相关名词
余焰：引燃源移去后，在规定条件下材料的持续火焰。
余焰时间（t1和t2）：余焰持续的时间。
余辉：在火焰终止后，或者没有产生火焰时，移去引燃源后，在规定的试验条件下，材料的持续辉光。
余辉时间（t3）：余辉持续的时间
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