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检测认证专业知识分享

电动牙刷充电触点耐腐蚀测试:防止汗液与水汽侵蚀导致接触失效

电动牙刷充电触点耐腐蚀测试报告


一、测试目的

电动牙刷作为日常高频使用的个人护理产品,其充电触点长期暴露于口腔分泌物、汗液、浴室水汽等潮湿腐蚀环境中,易发生氧化、锈蚀,导致接触电阻增大、充电不良甚至接触失效,直接影响产品正常使用。本次测试旨在通过人工模拟汗液侵蚀、水汽冷凝侵蚀等实际使用场景下的腐蚀工况,系统评估电动牙刷充电触点的耐腐蚀性能,验证其在长期腐蚀环境下能否保持良好的接触性能及充电功能稳定性。同时,判断样品是否符合相关行业标准及委托单位的质量可靠性要求,为充电触点的材质优化、镀层工艺改进、密封防护设计提供技术支撑,保障产品在全生命周期内的使用可靠性,避免因触点腐蚀失效引发的用户投诉及产品质量风险。

二、测试范围

本次测试聚焦于电动牙刷充电触点的耐腐蚀性能,核心测试项目包括:人工汗液浸泡腐蚀测试、湿热循环水汽侵蚀测试、腐蚀后触点外观状态检查、腐蚀后接触电阻测试、腐蚀后充电功能验证,以及触点镀层完整性检测。

三、测试依据

1. GB/T 10125-2021《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》;

2. GB/T 2423.4-2021《环境试验 第2部分:试验方法 试验Db:交变湿热(12h+12h循环)》;

3. GB/T 5095.2-1997《电子设备用机电元件 基本试验规程及测量方法 第2部分:一般检查、电连续性和接触电阻测试、绝缘试验和电压应力试验》;

4. QB/T 4929-2016《电动牙刷》;


四、测试设备与材料

(一)测试设备

1. 盐雾试验箱(可进行中性盐雾、酸性盐雾测试,温度控制范围:35℃±2℃,盐雾沉降量:1-2mL/(80cm²·h));

2. 恒温恒湿试验箱(控温范围:0-100℃,控湿范围:20%-98%,温度波动度:±0.5℃,湿度波动度:±2%);

3. 接触电阻测试仪(测量范围:0-100mΩ,精度:±0.01mΩ);

4. 电子显微镜(放大倍数:100-1000倍,用于观察触点表面腐蚀形貌及镀层状态);

5. 镀层厚度测量仪(测量范围:0-10μm,精度:±0.01μm);

6. 直流稳压电源(输出电压:0-30V,输出电流:0-5A,精度:±0.1%);

7. 电子天平(测量范围:0-200g,精度:0.0001g);

8. 温湿度记录仪(测量范围:-50℃-100℃,0%-100%RH,精度:温度±0.3℃,湿度±1%)。

(二)测试材料

1. 测试样品:电动牙刷(含充电底座)12套(委托单位密封提供);

2. 人工汗液试剂:按照GB/T 16256-2008配制,成分:氯化钠5g/L、尿素1g/L、乳酸2g/L、磷酸二氢钠0.3g/L,pH值调节至4.5-5.5;

3. 辅助材料:无水乙醇、无尘布、测试探针、固定夹具、密封胶(用于保护非测试区域)等;

4. 标准参考物质:镀金标准试片(编号:XX-CAL-2025,用于镀层厚度测量仪校准)。

五、测试条件与方法

(一)测试条件设定

结合电动牙刷实际使用中的腐蚀场景,设定两类核心腐蚀测试工况,所有测试样品均需完成全部测试项目:

1. 人工汗液浸泡腐蚀测试条件

采用盐雾试验箱模拟汗液侵蚀环境,将人工汗液试剂作为腐蚀介质,试验箱温度设定为37℃±2℃(人体正常体温,模拟汗液接触环境),盐雾沉降量1.5mL/(80cm²·h),持续浸泡腐蚀测试72小时;测试过程中,仅暴露充电触点区域,用密封胶将电动牙刷机身其他区域及充电底座非接触区域密封保护,避免非测试区域受腐蚀。

2. 湿热循环水汽侵蚀测试条件

采用恒温恒湿试验箱模拟浴室水汽冷凝侵蚀场景,设定循环周期为24小时,具体阶段:高温高湿阶段(温度45℃±2℃,相对湿度95%±3%)保持16小时,低温冷凝阶段(温度15℃±2℃,相对湿度85%±3%)保持8小时,共进行10个循环(累计测试时间240小时);测试过程中,电动牙刷与充电底座保持正常接触状态,不密封任何区域,模拟实际放置于浴室的使用环境。

3. 判定标准

① 外观判定标准:测试后充电触点表面无明显氧化、锈蚀、镀层脱落,允许轻微变色,电子显微镜下观察无明显腐蚀点;② 接触电阻判定标准:腐蚀后触点接触电阻≤5mΩ,且与初始值相比增幅≤2mΩ;③ 充电功能判定标准:腐蚀后电动牙刷能正常充电,充电电流稳定在0.8-1.2A范围内,无充电中断、充电过热(外壳温度≤45℃)现象;④ 镀层判定标准:镀层厚度衰减量≤0.02μm;⑤ 失效标准:触点出现明显锈蚀、镀层脱落,或接触电阻>10mΩ,或无法正常充电。

(二)测试方法

1. 样品预处理:将12套测试样品逐一进行外观及功能检查,确认无初始缺陷后,用无尘布蘸取无水乙醇清洁充电触点表面,晾干后放置于常温常湿环境(25℃±2℃,50%±5%RH)预处理2小时;用镀层厚度测量仪测量每个样品充电触点的初始镀层厚度,用接触电阻测试仪测量初始接触电阻,记录初始数据;将样品与充电底座连接,通过直流稳压电源施加5V电压,测试初始充电电流,确保充电功能正常。

2. 人工汗液浸泡腐蚀测试:将6套样品的非测试区域用密封胶密封,仅暴露充电触点;将配制好的人工汗液试剂注入盐雾试验箱,调节试验参数至设定条件,放入样品,启动试验,持续测试72小时;测试过程中每12小时观察一次样品状态,记录盐雾沉降量及箱内温湿度数据;测试结束后,取出样品,用清水冲洗触点表面残留的汗液试剂,自然晾干2小时,再进行后续检测。

3. 湿热循环水汽侵蚀测试:将另外6套样品(不做任何密封处理)放入恒温恒湿试验箱,调节试验参数至设定的湿热循环条件,启动试验,进行10个循环测试;测试过程中每一个循环结束后,取出样品在常温常湿环境下放置30分钟,观察触点外观状态;测试完成后,直接进行后续检测,不进行清洁处理。

4. 测试后检测:① 外观检测:用肉眼观察充电触点表面状态,再通过电子显微镜观察微观腐蚀形貌,记录外观变化;② 镀层厚度检测:用镀层厚度测量仪测量测试后触点的镀层厚度,计算厚度衰减量;③ 接触电阻检测:用接触电阻测试仪测量测试后触点的接触电阻,与初始值对比,计算增幅;④ 充电功能检测:将测试后的样品与充电底座连接,施加5V电压,测试充电电流稳定性,持续充电2小时,实时监测充电过程中的电流变化及样品外壳温度,记录是否出现充电异常;⑤ 数据记录:对所有检测数据进行详细记录,对出现异常的样品进行标记。

5. 失效分析:对接近失效阈值或已失效的样品,通过电子显微镜分析腐蚀类型(氧化腐蚀、电化学腐蚀等),结合测试工况判断腐蚀原因;对未失效的样品,分析其耐腐蚀性能优势,总结影响触点耐腐蚀性能的关键因素。

六、测试结果与分析

(一)核心测试结果汇总

测试工况

样品数量(套)

初始接触电阻(mΩ)

测试后接触电阻(mΩ)

接触电阻增幅(mΩ)

初始镀层厚度(μm)

测试后镀层厚度(μm)

镀层衰减量(μm)

充电功能状态

是否合格

人工汗液浸泡(72h)

6

1.2±0.3

2.8±0.5

1.6±0.4

0.12±0.01

0.105±0.008

0.015±0.003

均正常,电流0.9-1.1A

湿热循环水汽(240h)

6

1.3±0.2

2.5±0.4

1.2±0.3

0.12±0.01

0.108±0.007

0.012±0.002

均正常,电流0.9-1.1A

(二)测试结果分析

1. 耐腐蚀性能达标情况:所有测试样品在人工汗液浸泡和湿热循环水汽侵蚀测试后,均符合判定标准,未出现失效现象。测试后充电触点表面无明显氧化、锈蚀及镀层脱落,仅出现轻微淡黄色变色,电子显微镜下观察无明显腐蚀点;接触电阻平均值分别为2.8mΩ(汗液浸泡)和2.5mΩ(湿热循环),均≤5mΩ,与初始值相比增幅分别为1.6mΩ和1.2mΩ,均≤2mΩ;镀层厚度衰减量分别为0.015μm和0.012μm,均≤0.02μm;充电功能均正常,充电电流稳定在0.9-1.1A范围内,充电过程中样品外壳温度最高为42℃,未出现过热现象,表明电动牙刷充电触点具备良好的耐腐蚀性能,能有效抵御汗液与水汽侵蚀。

2. 不同腐蚀工况影响分析:① 人工汗液浸泡工况下,触点接触电阻增幅及镀层衰减量略高于湿热循环水汽工况,这是因为人工汗液中含有氯化钠、乳酸等电解质,会加速触点的电化学腐蚀,对镀层的侵蚀作用更强;② 湿热循环水汽工况中,腐蚀主要来自于水汽冷凝形成的水膜与空气中的氧气共同作用产生的氧化腐蚀,腐蚀速率相对较慢,但由于未密封样品,水汽可渗透至触点周边缝隙,长期循环下仍可能对触点性能产生影响,测试结果表明样品能适应这种长期湿热环境。

3. 接触性能稳定性分析:测试后两类工况下的样品接触电阻均保持在较低水平,且增幅可控,说明充电触点的接触稳定性良好。这得益于触点采用的镀金材质,金具有优良的化学稳定性,不易被氧化和腐蚀,能有效降低接触电阻;同时,触点的结构设计合理,与充电底座的接触压力均匀,进一步保障了接触性能的稳定性。

4. 潜在风险分析:虽然本次测试中样品未出现失效现象,但电子显微镜观察显示,部分样品触点边缘存在极轻微的腐蚀痕迹,若长期处于极端腐蚀环境(如高盐度汗液、高温高湿且不通风环境),腐蚀痕迹可能进一步扩大,导致镀层脱落、接触电阻升高。此外,若充电触点表面残留的汗液、水汽未及时清理,长期积累也可能加速腐蚀进程,需关注实际使用中的清洁维护。

七、测试结论

本次依据GB/T 10125-2021等相关国家标准及委托单位技术要求,对电动牙刷充电触点进行了人工汗液浸泡和湿热循环水汽侵蚀两类耐腐蚀测试。测试结果表明:

  1. 耐腐蚀性能合格:所有测试样品在模拟汗液与水汽侵蚀的工况下,充电触点无明显氧化、锈蚀及镀层脱落,接触电阻、镀层厚度衰减量均符合判定标准,未出现失效现象;

  2. 接触性能稳定:腐蚀后触点接触电阻保持在较低水平,增幅可控,能保障良好的导电性能,确保充电功能正常;

  3. 环境适应性良好:样品能适应日常使用中的汗液接触及浴室湿热环境,耐腐蚀性能可满足产品全生命周期的使用需求。

综上,委托送检的电动牙刷充电触点耐腐蚀性能符合国家相关标准及委托单位质量要求,能有效防止汗液与水汽侵蚀导致的接触失效,可保障产品在实际使用场景中的稳定可靠运行。

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