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

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前 言

本文件按照ＧＢ／Ｔ１．１—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／Ｔ８７５４—２０６《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／Ｔ８７５４—２０６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，２０６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，２０６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，２０６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，２０６年版的第４章）；

ｈ）更改了“结果计算”的要求（见第９章，２０６年版的第５章）；ｉ）更改了“试验报告”的内容（见第１０章，２０６年版的第６章）；ｊ）删除了附录Ａ（见２０６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：

——１９８年首次发布为ＧＢ／Ｔ８７５４—１９８，２０６年第一次修订；

——本次为第二次修订。

Ⅰ

库七七标准下载

引 言

铝及铝合金阳极氧化膜及有机聚合物膜主要用于铝及铝合金表面的保护、装饰，在交通、建筑、家具、家电、装饰、食品包装、机械零部件及功能材料等多领域广泛使用。ＧＢ／Ｔ８７５４《铝及铝合金阳极氧化膜及有机聚合物膜 绝缘性的测定》规定了铝及铝合金阳极氧化及有机聚合物膜的绝缘性测定方法。ＧＢ／Ｔ８７５４《铝及铝合金阳极氧化膜及有机聚合物膜 绝缘性的测定》与ＧＢ／Ｔ１２９６７．１《铝及铝合

金阳极氧化膜及有机聚合物膜检测方法 第１部分：耐磨性的测定》、ＧＢ／Ｔ１２９６７．３《铝及铝合金阳极

氧化膜及有机聚合物膜检测方法 第３部分：盐雾试验》、ＧＢ／Ｔ１２９６７．４《铝及铝合金阳极氧化膜及有机聚合物膜检测方法 第４部分：耐光热性能的测定》、ＧＢ／Ｔ１２９６７．５《铝及铝合金阳极氧化膜及有机聚合物膜检测方法 第５部分：抗破裂性的测定》、ＧＢ／Ｔ１２９６７．６《铝及铝合金阳极氧化膜及有机聚合物膜检测方法 第６部分：色差和外观质量》、ＧＢ／Ｔ８０１４．１《铝及铝合金阳极氧化 氧化膜厚度的测量方法 第１部分：测量原则》、ＧＢ／Ｔ８０１４．２《铝及铝合金阳极氧化 氧化膜厚度的测量方法 第２部分：质量损失法》、ＧＢ／Ｔ８０１４．３《铝及铝合金阳极氧化 氧化膜厚度的测量方法 第３部分：分光束显微镜法》、ＧＢ／Ｔ８７５２《铝及铝合金阳极氧化薄阳极氧化膜连续性检验方法硫酸铜法》、ＧＢ／Ｔ８７５３．１《铝及铝合金阳极氧化 氧化膜封孔质量的评定方法 第１部分：酸浸蚀失重法》、ＧＢ／Ｔ８７５３．３《铝及铝合金阳极氧化 氧化膜封孔质量的评定方法 第３部分：导纳法》、ＧＢ／Ｔ８７５３．４《铝及铝合金阳极氧化氧化膜封孔质量的评定方法 第４部分：酸处理后的染色斑点法》、ＧＢ／Ｔ２０５０３《铝及铝合金阳极氧化阳极氧化膜镜面反射率和镜面光泽度的测定》、ＧＢ／Ｔ２０５０４《铝及铝合金阳极氧化及有机聚合物膜影像清晰度的测定》、ＧＢ／Ｔ２０５０５《铝及铝合金阳极氧化阳极氧化膜表面反射特性的测定》共同构成支撑铝及铝合金阳极氧化膜及有机聚合物膜性能要求与检测方法标准体系。

１９８年，我国等同采用了ＩＳＯ２３７６：１９７２《铝及铝合金阳极化（阳极氧化）应用击穿电位测定法检

验绝缘性》，首次制定了ＧＢ／Ｔ８７５４—１９８《铝及铝合金阳极氧化应用击穿电位测定法检验绝缘性》。２０６年，我国修改采用ＩＳＯ２３７６：１９７２《铝及铝合金阳极化（阳极氧化）应用击穿电位测定法检验绝缘性》的技术内容，发布了ＧＢ／Ｔ８７５４—２０６《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》，代替ＧＢ／Ｔ８７５４—１９８，增加了方法的适用范围，细化了试验步骤，增加了试验报告的内容。近年来，各种表面膜层制备技术制成的阳极氧化膜及有机聚合物膜在铝合金制品上的应用越来越广泛，绝缘性膜层也由阳极氧化膜扩展到有机聚合物膜，发展前景广阔，现有标准不能满足不同类型膜层绝缘性能的评价要求，因此有必要在ＧＢ／Ｔ８７５４中规定不同类型膜层的绝缘性能评价方法。

本次修订重点补充了圆线材和有机聚合物膜的绝缘性测定方法。

Ⅱ

铝及铝合金阳极氧化膜及有机聚合物膜绝缘性的测定

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／Ｔ４９５７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／Ｔ８０５．３铝及铝合金术语第３部分：表面处理

ＧＢ／Ｔ８１７０数值修约规则与极限数值的表示和判定

３术语和定义

ＧＢ／Ｔ８０５．３界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

３．１

３．２３．３３．４

耐受电压狑犻狋犺狊狋犪狀犱狏狅犾狋犪犵犲

膜层在规定时间内不击穿的最大电压。

击穿电压犫狉犲犪犽犱狅狑狀狏狅犾狋犪犵犲

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。

击穿强度犫狉犲犪犽犱狅狑狀狊狋狉犲狀犵狋犺

将击穿电压除以试样上膜层的厚度获得的值。

绝缘性犲犾犲犮狋狉犻犮犪犾犻狀狊狌犾犪狋犻狅狀

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。

１

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．）值之比在槡２（１０％±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。

标引序号说明：

１——安全开关； ６——限流电阻；

２——电源开关； ７——上电极；

３——变压器； ８——试样；

４——断路器； ９——下电极；

５——高压试验调压器； １０——电压表。

图１高压设备电路示意图

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～１０ｇ）。

标引序号说明：

１——导线； ５——试样；

２——接触棒； ６——膜层；

３——固定片； ７——基材；

４——合成树脂块； ８——球形接触面。

图２单电极示意图

３

标引序号说明：

１——导线； ５——试样；

２——接触棒； ６——膜层；

３——固定片； ７——基材；

４——合成树脂块； ８——球形接触面。

图３双电级示意图

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。接触面粗糙度犚犪最大允许值为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１０ｍｍ×１０ｍｍ，有机聚合物膜试样的尺寸宜为１２０ｍｍ×１０ｍｍ。

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。

４

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。

表１不同击穿电压下的升压速度

试样击穿电压

ｋＶ

升压速度

ｋＶ／ｓ

＜１．０

０．１

１．０～５．０

０．５

＞５．０～２０

１．０

＞２０

２．０

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／Ｔ４９５７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

（犞ｂ）。

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／Ｔ４９５７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（犞ｗ）。如果在规定的时间内电压突

５

然下降，则代表膜层被击穿，记录击穿时间狋。

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，则犞ｗ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４０ｍｍ）满足试验要求。

表２试样扭转数

试样直径（犱）

ｍｍ

每５０ｍｍ扭转数

０．２～０．３

５

＞０．３～０．５

４

＞０．５～０．７５

３

＞０．７５～１．２５

２

＞１．２５～３．２５

１

＞３．２５～６．５

０．５

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（犞ｂ）。

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４０ｍｍ）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（犞ｗ）。如果在规定的时间内电压突然下降，则代表膜层被