Modo de falla: diversos fenómenos de falla y sus manifestaciones.
Mecanismo de falla: es el proceso físico, químico, termodinámico o de otro tipo que conduce a la falla.
1. Los principales modos de falla y mecanismos de falla de las resistencias son
1) Circuito abierto: el principal mecanismo de falla es que la película resistiva se quema o se cae en un área grande, el sustrato está roto y la tapa del cable y el cuerpo de la resistencia se caen.
2) La deriva de la resistencia está más allá de la especificación: la película resistiva está defectuosa o degradada, el sustrato tiene iones de sodio móviles y la capa protectora no es buena.
3) Rotura del cable: defecto del proceso de soldadura del cuerpo de la resistencia, contaminación de la junta de soldadura, daño por tensión mecánica del plomo.
4) Cortocircuito: migración de plata, descarga corona.
2. Tabla de la proporción de modos de falla en el total de fallas
3. Análisis del mecanismo de falla
El mecanismo de falla de las resistencias es multifacético, y varios procesos físicos y químicos que ocurren en condiciones de trabajo o condiciones ambientales son las causas del envejecimiento de la resistencia.
(1) Cambios estructurales de materiales conductores
La capa de película conductora de la resistencia de película delgada se obtiene generalmente por deposición de vapor, y existe una estructura amorfa hasta cierto punto. Desde un punto de vista termodinámico, las estructuras amorfas tienen tendencia a cristalizar. En condiciones de trabajo o condiciones ambientales, la estructura amorfa en la capa de película conductora tiende a cristalizar a una cierta velocidad, es decir, la estructura interna del material conductor tiende a ser densa, lo que a menudo puede causar una disminución en el valor de resistencia. La velocidad de cristalización aumenta al aumentar la temperatura.
El alambre de resistencia o la película de resistencia se someterán a esfuerzos mecánicos durante el proceso de preparación y su estructura interna se deformará. Cuanto menor sea el diámetro del alambre o más delgada sea la película, más significativo será el efecto de tensión. Generalmente, el tratamiento térmico se puede utilizar para eliminar el estrés interno. La tensión interna residual puede eliminarse gradualmente durante el uso a largo plazo y la resistencia de la resistencia puede cambiar en consecuencia.
Tanto el proceso de cristalización como el proceso de eliminación de tensiones internas se ralentizan con el paso del tiempo, pero es imposible terminar durante el uso de la resistencia. Se puede considerar que estos dos procesos proceden a una velocidad aproximadamente constante durante el período de trabajo de la resistencia. El cambio de resistencia relacionado con ellos representa unas milésimas del valor de resistencia original.
Envejecimiento por alta temperatura de la carga eléctrica: en cualquier caso, la carga eléctrica acelerará el proceso de envejecimiento de las resistencias, y el efecto de la carga eléctrica sobre la aceleración del envejecimiento de las resistencias es más significativo que el de una mayor temperatura. La razón es la temperatura de la parte de contacto del cuerpo de la resistencia y la tapa del cable. El aumento excede el aumento de temperatura promedio de la resistencia. Generalmente, la vida útil se reduce a la mitad por cada 10 10 de aumento de temperatura. Si la sobrecarga hace que el aumento de temperatura del resistor exceda la carga nominal en 50 ° C, la vida útil del resistor es solo 1/32 de la vida en condiciones normales. Puede pasar la prueba de vida acelerada de menos de cuatro meses para evaluar la estabilidad de trabajo de la resistencia durante 10 años.
Electrólisis de carga de CC: bajo carga de CC, la electrólisis hace que la resistencia envejezca. La electrólisis se produce en la ranura de la resistencia ranurada y los iones de metales alcalinos contenidos en la matriz de la resistencia se desplazan en el campo eléctrico entre las ranuras para generar corriente iónica. Cuando hay humedad, el proceso de electrólisis se vuelve más severo. Si la película resistiva es una película de carbono o una película de metal, se trata principalmente de oxidación electrolítica; si la película resistiva es una película de óxido metálico, se trata principalmente de reducción electrolítica. Para resistencias de película delgada de alta resistencia, el efecto de la electrólisis puede aumentar la resistencia y puede ocurrir daño a la película a lo largo del lado de la espiral de la ranura. La realización de una prueba de carga de CC en un entorno de sofocos puede evaluar exhaustivamente la resistencia a la oxidación o reducción del material y la película de base de la resistencia, así como la resistencia a la humedad de la capa protectora.
(2), vulcanización
Después de que se utilizó un lote de instrumentos de campo en una planta química durante un año, los instrumentos fallaron uno tras otro. Después del análisis, se encuentra que el valor de resistencia de la resistencia de chip de película gruesa utilizada en el medidor se ha vuelto más grande e incluso se convierte en un circuito abierto. Cuando se observa la resistencia defectuosa bajo un microscopio, se puede encontrar que aparece material cristalino negro en el borde del electrodo de la resistencia. Un análisis más detallado de la composición revela que el material negro son cristales de sulfuro de plata. Resultó que la resistencia estaba corroída por el azufre del aire.
(3) Adsorción y desorción de gases
La película resistiva de las resistencias de película en el límite del grano, o las partículas conductoras y la parte aglutinante, siempre pueden adsorber una cantidad muy pequeña de gas. Forman la capa intermedia entre los granos de cristal y dificultan el contacto entre las partículas conductoras, por lo que obviamente afectan la resistencia.
La resistencia de película sintética se fabrica a presión normal. Cuando se trabaja en vacío o baja presión, la parte desorbida se une al gas, lo que mejora el contacto entre las partículas conductoras y reduce el valor de resistencia. De manera similar, cuando las resistencias de película de carbono térmicamente descomponibles fabricadas en vacío funcionan directamente en condiciones ambientales normales, absorberán algo de gas debido al aumento de la presión del aire, aumentando el valor de resistencia. Si el producto semiacabado sin grabar se preajusta a presión normal durante un tiempo adecuado, se mejorará la estabilidad de resistencia de la resistencia terminada.
La temperatura y la presión del aire son los principales factores ambientales que afectan la adsorción y desorción de gas. Para la adsorción física, el enfriamiento puede aumentar la capacidad de adsorción de equilibrio, mientras que el calentamiento es lo opuesto. Como ocurre la adsorción y desorción de gas en la superficie de la resistencia. Por lo tanto, el impacto en las resistencias de película es más significativo. El cambio de resistencia puede alcanzar el 1% ~ 2%.
(4) oxidación
La oxidación es un factor a largo plazo (diferente de la adsorción). El proceso de oxidación comienza desde la superficie de la resistencia y se profundiza gradualmente en el interior. A excepción de las resistencias de película de aleación y metales preciosos, las resistencias de otros materiales se ven afectadas por el oxígeno en el aire. El resultado de la oxidación es un aumento de la resistencia. Cuanto más fina sea la película resistiva, más evidente será el efecto de la oxidación.
La medida fundamental para prevenir la oxidación es sellar (metal, cerámica, vidrio y otros materiales inorgánicos). El revestimiento o encapsulado con materiales orgánicos (plásticos, resinas, etc.) no puede evitar por completo que la capa protectora permee la humedad o el aire. Aunque puede retrasar la oxidación o adsorber gas, también traerá algunas ideas nuevas relacionadas con la capa protectora orgánica. Factores de envejecimiento.
(5) La influencia de la capa protectora orgánica.
Durante la formación de la capa protectora orgánica, se liberan volátiles de polimerización por condensación o vapores de disolventes. El proceso de tratamiento térmico hace que parte de los volátiles se difundan en la resistencia, lo que hace que aumente la resistencia. Aunque este proceso puede durar de 1 a 2 años, el tiempo para afectar significativamente la resistencia es de aproximadamente 2 a 8 meses. Para asegurar la estabilidad de la resistencia del producto terminado, es más adecuado dejar el producto en el almacén durante un tiempo antes de salir de fábrica.
(6) Daño mecánico
La fiabilidad de la resistencia depende en gran medida de las propiedades mecánicas de la resistencia. Los cuerpos de las resistencias, las tapas de los conductores y los cables conductores deben tener suficiente resistencia mecánica. Los defectos en la matriz, los daños en la tapa de los cables o las roturas de los cables pueden provocar fallas en la resistencia.