Faalmodi: verschillende faalverschijnselen en hun manifestaties.
Faalmechanisme: is het fysieke, chemische, thermodynamische of andere proces dat tot falen leidt.
1. De belangrijkste faalwijzen en faalmechanismen van weerstanden zijn:
1) Open circuit: het belangrijkste faalmechanisme is dat de weerstandsfilm in een groot gebied wordt verbrand of eraf valt, het substraat wordt gebroken en de loden dop en het weerstandslichaam eraf vallen.
2) De weerstandsdrift overschrijdt de specificatie: de weerstandsfilm is defect of gedegradeerd, de matrix heeft beweegbare natriumionen en de beschermende coating is slecht.
3) Loodbreuk: defecten in het lasproces van het weerstandslichaam, vervuiling van de soldeerverbindingen en mechanische spanningsschade aan de kabels.
4) Kortsluiting: migratie van zilver, corona-ontlading.
2. Tabel storingsmodus tot totale storingsratio
3. Analyse van faalmechanismen
Het faalmechanisme van weerstanden heeft meerdere-facetten. Verschillende fysische en chemische processen die plaatsvinden onder werk- of omgevingsomstandigheden zijn de redenen voor veroudering van weerstanden.
(1) Structurele veranderingen van geleidende materialen
De geleidende filmlaag van dunne filmweerstanden wordt in het algemeen verkregen door opdampen en heeft tot op zekere hoogte een amorfe structuur. Vanuit thermodynamisch oogpunt hebben amorfe structuren de neiging om te kristalliseren. Onder werkomstandigheden of omgevingsomstandigheden heeft de amorfe structuur in de geleidende filmlaag de neiging om met een bepaalde snelheid te kristalliseren, dat wil zeggen dat de interne structuur van het geleidende materiaal de neiging heeft om te verdichten, wat vaak een afname van de weerstandswaarde kan veroorzaken. De kristallisatiesnelheid neemt toe met toenemende temperatuur.
De weerstandsdraad of de weerstandsfilm wordt tijdens het voorbereidingsproces onderworpen aan mechanische spanning, waardoor de interne structuur wordt vervormd. Hoe kleiner de draaddiameter of hoe dunner de filmlaag, hoe groter de spanning zal zijn. Over het algemeen kan de interne spanning worden geëlimineerd door een warmtebehandeling, en de resterende interne spanning kan geleidelijk worden geëlimineerd in het langdurige-gebruiksproces, en de weerstandswaarde van de weerstand kan dienovereenkomstig veranderen.
Zowel het kristallisatieproces als het interne stressverminderingsproces vertragen in de loop van de tijd, maar het is onwaarschijnlijk dat dit stopt tijdens de levensduur van de weerstand. Deze twee processen kunnen worden geacht met een ongeveer constante snelheid te verlopen tijdens de werking van de weerstand. De daarmee samenhangende weerstandsveranderingen zijn goed voor ongeveer een duizendste van de oorspronkelijke weerstand.
Hoge-temperatuurveroudering van elektrische belasting: elektrische belasting versnelt hoe dan ook het verouderingsproces van de weerstand, en het effect van elektrische belasting op het versnellen van de veroudering van de weerstand is groter dan dat van het verhogen van de temperatuur. De reden is dat de temperatuur van het contactgedeelte van het weerstandslichaam en de loden kap groter is dan de gemiddelde temperatuurstijging van het weerstandslichaam. Gewoonlijk wordt de levensduur gehalveerd voor elke 10 graden temperatuurstijging. Als de overbelasting ervoor zorgt dat de temperatuurstijging van de weerstand de nominale belasting met 50 graden overschrijdt, is de levensduur van de weerstand slechts 1/32 van de levensduur onder normale omstandigheden. De werkstabiliteit van de weerstanden over een periode van 10 jaar kan worden beoordeeld door middel van een versnelde levensduurtest van minder dan vier maanden.
DC-belasting-elektrolyse: onder invloed van DC-belasting veroorzaakt de elektrolyse de veroudering van de weerstand. Elektrolyse vindt plaats in de gegroefde weerstandscel en de alkalimetaalionen in de weerstandsmatrix worden verplaatst in het elektrische veld tussen de cellen om een ionische stroom te genereren. Het elektrolyseproces is ernstiger in aanwezigheid van vocht. Als de resistieve film een koolstoffilm of een metaalfilm is, is dit voornamelijk elektrolytische oxidatie; als de resistieve film een metaaloxidefilm is, is dit voornamelijk elektrolytische reductie. Bij dunne-weerstanden met een hoge weerstand- kan het resultaat van elektrolyse de weerstandswaarde verhogen en kan er filmbeschadiging optreden langs één kant van de groefspiraal. De DC-belastingstest in de hot flash-omgeving kan de anti-oxidatie- of anti{4}}reductieprestaties van het weerstandsbasismateriaal en de filmlaag uitgebreid evalueren, evenals de vocht-bestendige prestaties van de beschermlaag.
(2), vulkanisatie
Nadat een partij veldinstrumenten een jaar lang in een chemische fabriek is gebruikt, hebben de instrumenten de een na de ander begeven. Na analyse blijkt dat de weerstandswaarde van de dikke-film-chipweerstand die in het instrument wordt gebruikt, groter is geworden en zelfs een open circuit wordt. Toen de defecte weerstand onder een microscoop werd bekeken, bleek dat er een zwarte kristallijne substantie op de rand van de weerstandselektrode verscheen. Verdere analyse van de samenstelling wees uit dat de zwarte substantie zilversulfidekristallen waren. Het bleek dat de weerstand was aangetast door zwavel uit de lucht.
(3) Gasadsorptie en desorptie
De weerstandsfilm van de filmweerstand kan altijd een zeer kleine hoeveelheid gas op de korrelgrens adsorberen, of de geleidende deeltjes en het bindmiddeldeel, die de tussenlaag tussen de korrels vormen en het contact tussen de geleidende deeltjes belemmeren. de weerstandswaarde aanzienlijk beïnvloeden.
Synthetische filmweerstanden worden onder normale druk gemaakt. Bij het werken in vacuüm of lage druk zal een deel van het gas worden gedesorbeerd, wat het contact tussen geleidende deeltjes verbetert en de weerstandswaarde verlaagt. Evenzo, wanneer de thermisch afgebroken koolstoffilmweerstand die in vacuüm is gemaakt, direct onder normale omgevingsomstandigheden werkt, zal een deel van het gas worden geadsorbeerd als gevolg van de toename van de luchtdruk, waardoor de weerstandswaarde zal toenemen. Als het niet-gegraveerde half-afgewerkte product gedurende een geschikte tijd onder normale druk wordt ingesteld, wordt de weerstandsstabiliteit van het afgewerkte weerstandsproduct verbeterd.
Temperatuur en luchtdruk zijn de belangrijkste omgevingsfactoren die de gasadsorptie en desorptie beïnvloeden. Voor fysieke adsorptie kan koeling de evenwichtsadsorptiecapaciteit verhogen en kan verwarming de hoeveelheid adsorptie verhogen. Omdat gasadsorptie en desorptie plaatsvinden op het oppervlak van het weerstandslichaam. Daarom is de impact op filmweerstanden groter. De weerstandsverandering kan oplopen tot 1 procent 2 procent.
(4), oxidatie
Oxidatie is een langetermijnfactor (anders dan adsorptie) en het oxidatieproces begint vanaf het oppervlak van het weerstandslichaam en gaat geleidelijk diep naar binnen. Behalve edelmetaal- en legeringsfilmweerstanden, worden weerstanden van andere materialen beïnvloed door zuurstof in de lucht. Het resultaat van oxidatie is een toename van de weerstand. Hoe dunner de resistieve filmlaag, hoe duidelijker het effect van oxidatie.
De fundamentele maatregel om oxidatie te voorkomen is afdichting (anorganische materialen zoals metalen, keramiek, glas, enz.). Het gebruik van organische materialen (kunststoffen, harsen, enz.) voor coating of oppotten kan niet volledig voorkomen dat de beschermlaag vocht-doorlatend of ademend is. Hoewel het oxidatie kan vertragen of gassen kan adsorberen, zal het ook enkele nieuwe innovaties met zich meebrengen met betrekking tot de organische beschermlaag. verouderingsfactor.
(5), de invloed van organische beschermlaag
Tijdens de vorming van de organische beschermlaag komen vluchtige stoffen of oplosmiddeldampen van polycondensatie vrij. Door het warmtebehandelingsproces diffundeert een deel van de vluchtige stoffen in het weerstandslichaam, waardoor de weerstandswaarde stijgt. Hoewel dit proces 1 tot 2 jaar kan duren, is de tijd om de weerstandswaarde significant te beïnvloeden ongeveer 2 tot 8 maanden. Om de stabiliteit van de weerstandswaarde van het eindproduct te garanderen, is het beter om het product een tijdje in het magazijn te laten voordat het de fabriek verlaat.
(6), mechanische schade
De betrouwbaarheid van een weerstand hangt grotendeels af van de mechanische eigenschappen van de weerstand. Het weerstandslichaam, de loden kap en de geleidingsdraad moeten voldoende mechanische sterkte hebben. Defecten in het basislichaam, schade aan de loden kap of kabelbreuk kunnen ervoor zorgen dat de weerstand uitvalt.