Tryb awarii: różne zjawiska awarii i ich przejawy.
Mechanizm awaryjny: To proces fizyczny, chemiczny, termodynamiczny lub inny prowadzi do awarii.
1. Główne tryby awarii i mechanizmy awaryjne rezystorów są
1) Otwarty obwód: Głównym mechanizmem awarii jest to, że folia rezystancyjna jest spalona lub spada na dużym obszarze, podłoże jest złamane, a nasadka ołowiu i korpus rezystora odpadają.
2) Dryft rezystancyjny jest poza specyfikacją: folia rezystancyjna jest uszkodzona lub uszkodzona, podłoże ma ruchome jony sodu, a powłoka ochronna nie jest dobra.
3) Zerwanie drutu ołowiu: wady procesu spawania korpusu rezystora, zanieczyszczenie stawów lutowniczych, uszkodzenie mechaniczne drutu ołowiowego.
4) Zwarcie: migracja srebra, wyładowanie korony.
2. Tabela proporcji trybów awarii w całkowitej liczbie awarii
3. Analiza mechanizmu awaryjnego
Mechanizm awaryjny rezystorów jest wieloaspektowy, a różne procesy fizyczne i chemiczne, które zachodzą w warunkach pracy lub warunkach środowiskowych, są przyczyną starzenia się rezystora.
(1) Zmiany strukturalne materiałów przewodzących
Przewodzący warstwa warstwy rezystora cienkowarstwowego jest zazwyczaj otrzymywana przez osadzanie pary, a do pewnego stopnia występuje struktura amorficzna. Z termodynamicznego punktu widzenia struktury amorficzne mają tendencję do krystalizacji. W warunkach pracy lub warunkach środowiskowych struktura amorficzna w przewodzącej warstwie folii ma tendencję do krystalizacji z określoną prędkością, to znaczy, że wewnętrzna struktura materiału przewodzącego wydaje się być gęsta, co często może powodować spadek wartości rezystancji. Szybkość krystalizacji wzrasta wraz ze wzrostem temperatury.
Drut rezystancyjny lub folia rezystancjowa zostaną poddane naprężeniom mechanicznym podczas procesu przygotowania, a jego wewnętrzna struktura zostanie zniekształcona. Im mniejsza średnica drutu lub cieńsza folia, tym bardziej znaczący efekt naprężenia. Ogólnie rzecz biorąc, obróbka cieplna może być stosowana w celu wyeliminowania stresu wewnętrznego. Resztki naprężeń wewnętrznych mogą być stopniowo eliminowane podczas długotrwałego użytkowania, a rezystancja rezystora może się odpowiednio zmienić.
Zarówno proces krystalizacji, jak i wewnętrzny proces usuwania naprężeń spowalniają wraz z upływem czasu, ale nie można zakończyć się podczas korzystania z rezystora. Można uznać, że te dwa procesy przebiegają z prędkością około stałą w okresie pracy rezystora. Związana z nimi zmiana rezystancji stanowi około kilku tysięcznych pierwotnej wartości rezystancji.
Starzenie się w wysokiej temperaturze obciążenia elektrycznego: W każdym przypadku obciążenie elektryczne przyspieszy proces starzenia rezystorów, a wpływ obciążenia elektrycznego na przyspieszenie starzenia rezystorów jest bardziej znaczący niż wzrost temperatury. Powodem jest temperatura części stykowej korpusu rezystora i nasadki ołowianej. Wzrost przekracza średni wzrost temperatury rezystora. Ogólnie rzecz biorąc, żywotność jest skrócona o połowę na każdy wzrost temperatury o 10°C. Jeśli przeciążenie powoduje, że wzrost temperatury rezystora przekracza obciążenie znamionowe o 50°C, żywotność rezystora wynosi tylko 1/32 trwałości w normalnych warunkach. Może przejść przyspieszony test żywotności krótszy niż cztery miesiące, aby ocenić stabilność pracy rezystora w ciągu 10 lat.
Elektroliza obciążenia DC: pod obciążeniem DC elektroliza powoduje starzenie się rezystora. Elektroliza występuje w rowku rowka rezystora, a jony metali alkalicznych zawarte w matrycy rezystora są przesunięte w polu elektrycznym między rowkami w celu wygenerowania prądu jonowego. Gdy wilgotność jest obecna, proces elektrolizy staje się bardziej dotkliwy. Jeśli folia rezystancyjna jest folią węglową lub metalową, jest to głównie utlenianie elektrolityczne; jeśli folia rezystancyjna jest folią tlenku metalu, jest to głównie redukcja elektrolityczna. W przypadku rezystorów cienkowarstwowych o wysokiej rezystancji rezystancji, efekt elektrolizy może zwiększyć odporność, a uszkodzenie folii może wystąpić wzdłuż boku spirali rowka. Przeprowadzenie testu obciążenia DC w środowisku lampy gorącej może kompleksowo ocenić odporność na utlenianie lub redukcję materiału bazowego rezystora i folii, a także odporność na wilgoć warstwy ochronnej.
(2), wulkanizacja
Po tym, jak partia instrumentów polowych była używana w zakładzie chemicznym przez jeden rok, instrumenty zawiodły jeden po drugim. Po analizie okazuje się, że wartość rezystancji grubego rezystora wiórowego użytego w mierniku stała się większa, a nawet staje się obwodem otwartym. Gdy nieudany rezystor jest obserwowany pod mikroskopem, można stwierdzić, że czarny materiał krystaliczny pojawia się na krawędzi elektrody rezystora. Dalsza analiza składu ujawnia, że czarny materiał to kryształy siarczku srebra. Okazało się, że odporność została skorodowana przez siarkę z powietrza.
(3) Adsorpcja i desorpcja gazu
Warstwa rezystancyjna rezystorów folii na granicy ziarna lub cząstek przewodzących i części spoiwa, może zawsze adsorbować bardzo małą ilość gazu. Tworzą warstwę pośrednią między ziarnami kryształu i utrudniają kontakt między cząstkami przewodzącymi, tym samym oczywiście wpływają na odporność.
Rezystor folii syntetycznej jest wykonany pod normalnym ciśnieniem. Podczas pracy w próżni lub pod niskim ciśnieniem, desorbowana część jest przymocowana do gazu, co poprawia kontakt między cząstkami przewodzącymi i zmniejsza wartość rezystancji. Podobnie, gdy rozmienniej termicznie rezystory z folii węglowej wykonane w próżni działają bezpośrednio w normalnych warunkach środowiskowych, pochłaniają one część gazu ze względu na wzrost ciśnienia powietrza, zwiększając wartość rezystancji. Jeśli niezrobiony półprodukt jest ustawiony pod normalnym ciśnieniem przez odpowiedni czas, stabilność rezystancji gotowego rezystora zostanie poprawiona.
Temperatura i ciśnienie powietrza są głównymi czynnikami środowiskowymi wpływającymi na adsorpcję i desorpcję gazu. W przypadku adsorpcji fizycznej chłodzenie może zwiększyć wydajność adsorpcji równowagi, podczas gdy ogrzewanie jest odwrotnie. Jak adsorpcja gazu i desorpcji występują na powierzchni rezystora. Dlatego wpływ na rezystory foliowe jest bardziej znaczący. Zmiana oporu może osiągnąć 1%~2%.
(4) Utlenianie
Utlenianie jest czynnikiem długotrwałym (różni się od adsorpcji). Proces utleniania rozpoczyna się od powierzchni rezystora i stopniowo pogłębia się do wnętrza. Z wyjątkiem rezystorów z metali szlachetnych i warstw stopowych, rezystory z innych materiałów są dotknięte tlenem w powietrzu. Wynikiem utleniania jest wzrost oporności. Im cieńsza folia rezystancyjna, tym bardziej oczywisty efekt utleniania.
Podstawowym środkiem zapobiegania utlenianiu jest uszczelnienie (metal, ceramika, szkło i inne materiały nieorganiczne). Powlekanie lub zalewanie materiałami organicznymi (tworzywami sztucznymi, żywicami itp.) nie może całkowicie zapobiec przenikaniu wilgoci lub powietrza przez warstwę ochronną. Chociaż może opóźnić utlenianie lub adsorbować gaz, przyniesie również kilka nowych pomysłów związanych z organiczną warstwą ochronną. Czynniki starzenia.
(5) Wpływ organicznej warstwy ochronnej
Podczas tworzenia organicznej warstwy ochronnej uwalniane są substancje lotne polimeryzacji kondensacyjne lub opary rozpuszczalników. Proces obróbki cieplnej powoduje, że część substancji lotnych rozprasza się do rezystora, powodując wzrost odporności. Chociaż proces ten może trwać od 1 do 2 lat, czas, aby znacząco wpłynąć na odporność wynosi około 2 do 8 miesięcy. W celu zapewnienia stabilności rezystancji gotowego produktu, bardziej właściwe jest pozostawienie produktu w magazynie na okres czasu przed opuszczeniem fabryki.
(6) Uszkodzenia mechaniczne
Niezawodność rezystancji w dużej mierze zależy od właściwości mechanicznych rezystora. Korpusy rezystora, ołowiany i przewody ołowiowe powinny mieć wystarczającą wytrzymałość mechaniczną. Wady matrycy, uszkodzenia pokrywy ołowiu lub pęknięć ołowiu może prowadzić do awarii rezystora.