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第003問|為什麼接著失效大多發生在界面?

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第003問|為什麼接著失效大多發生在界面?
Why Do Most Bonding Failures Occur at the Interface?



精髓簡答

界面是兩種不同材料接觸的位置,也是整個接著系統最複雜的區域。材料性質、表面能、化學結構、熱膨脹係數與應力分布皆在此交會,因此界面往往成為最容易發生破壞的位置。



為什麼會發生?

接著系統本質上屬於異質材料結構。



例如:

    •    膠與金屬
    •    膠與塑膠
    •    膠與玻璃



兩側材料性質完全不同。



當環境改變時。
應力首先集中於界面。



例如:

    •    加熱
    •    冷卻
    •    濕度變化
    •    外力衝擊



皆可能使界面成為最脆弱位置。



因此接著工程的重點始終圍繞界面設計。



工程拆解

界面厚度極薄
界面層(Interphase)厚度通常只有數奈米至數百奈米。



卻承擔整體結構的應力傳遞工作。



表面污染優先影響界面
油污、脫模劑與添加劑析出。
最先破壞界面結構。



因此大量失效案例與污染有關。



熱膨脹差異造成應力
金屬與塑膠受熱膨脹幅度不同。



長期循環後。
界面容易產生疲勞損傷。



水氣優先進入界面
水分子通常沿界面滲透。



界面耐水性不足時。
接著力會逐步下降。



現場最常見誤區

誤區一:膠夠強就不會失效
膠體再強。
界面仍可能先剝離。



誤區二:界面看不見就不用管

界面雖薄。
卻決定整體可靠度。



誤區三:材料規格相同結果就會相同
表面狀態微小變化。
即可導致完全不同結果。



一句工程判斷

接著工程的戰場不在膠裡,而在界面上。



APLC觀點

根據亞瑪里高分子於材料貼合製程中的應用經驗,界面問題占接著異常案例相當高比例。
大量產品失效後。
檢測發現膠體強度正常。
真正問題來自:

    •    表面能衰退
    •    表面污染
    •    電暈失效
    •    濕氣侵入

因此失效分析時。
界面檢查優先順序應高於材料更換。



相關名詞

    •    Interphase(界面層)
    •    Adhesion(接著力)
    •    Surface Energy(表面能)
    •    Contact Angle(接觸角)
    •    Wetting(潤濕)
    •    Corona Treatment(電暈處理)
    •    Failure Analysis(失效分析)
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