Modos de Falla: Varios fenómenos de falla y sus manifestaciones.
Mecanismo de falla: es el proceso físico, químico, termodinámico u otro 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 de resistencia se quema o se cae en un área grande, el sustrato se rompe y la tapa de plomo y el cuerpo de la resistencia se caen.
2) La deriva de resistencia excede la especificación: la película de resistencia es defectuosa o degradada, la matriz tiene iones de sodio móviles y la capa protectora es pobre.
3) Rotura de plomo: defectos en el proceso de soldadura del cuerpo de la resistencia, contaminación de las juntas de soldadura y daños por tensión mecánica en los cables.
4) Cortocircuito: migración de plata, descarga de corona.
2. Modo de falla a la tabla de relación de falla total
3. Análisis del mecanismo de fallo
El mecanismo de falla de las resistencias es multifacético. Diversos procesos físicos y químicos que ocurren en condiciones de trabajo o condiciones ambientales son las razones del envejecimiento de las resistencias.
(1) Cambios estructurales de materiales conductores
La capa de película conductora de las resistencias de película delgada generalmente se obtiene por deposición de vapor, y tiene una estructura amorfa hasta cierto punto. Desde un punto de vista termodinámico, las estructuras amorfas tienen una tendencia a cristalizar. En condiciones de trabajo o condiciones ambientales, la estructura amorfa en la capa de película conductora tiende a cristalizar a cierta velocidad, es decir, la estructura interna del material conductor tiende a densificarse, lo que a menudo puede causar una disminución en el valor de resistencia. La tasa de cristalización aumenta con el aumento de la temperatura.
El alambre de resistencia o la película de resistencia se someterá a tensiones mecánicas durante el proceso de preparación, lo que distorsionará su estructura interna. Cuanto menor sea el diámetro del cable o cuanto más delgada sea la capa de película, más significativa será la tensión. En general, la tensión interna se puede eliminar mediante tratamiento térmico, y la tensión interna residual puede eliminarse gradualmente en el proceso de uso a largo plazo, y el valor de resistencia de la resistencia puede cambiar en consecuencia.
Tanto el proceso de cristalización como el proceso de alivio del estrés interno se ralentizan con el tiempo, pero es poco probable que terminen durante la vida útil de la resistencia. Se puede considerar que estos dos procesos proceden a una velocidad aproximadamente constante durante el funcionamiento de la resistencia. Los cambios de resistencia relacionados con ellos representan aproximadamente una milésima parte de la resistencia original.
Envejecimiento a alta temperatura de la carga eléctrica: En cualquier caso, la carga eléctrica acelerará el proceso de envejecimiento de la resistencia, y el efecto de la carga eléctrica en la aceleración del envejecimiento de la resistencia es más significativo que el del aumento de la temperatura. La razón es que la temperatura de la parte de contacto del cuerpo de la resistencia y la tapa de plomo es El aumento excede el aumento de la temperatura promedio del cuerpo de la resistencia. Por lo general, la vida útil se acorta a la mitad por cada aumento de temperatura de 10 ° C. Si la sobrecarga hace que el aumento de temperatura de la resistencia exceda la carga nominal en 50 ° C, la vida útil de la resistencia es solo 1/32 de la vida útil en condiciones normales. La estabilidad de trabajo de las resistencias durante un período de 10 años se puede evaluar a través de una prueba de vida acelerada de menos de cuatro meses.
Electrólisis de carga de CC: Bajo la acción de la carga de CC, la electrólisis provoca el envejecimiento de la resistencia. La electrólisis ocurre en la celda de resistencia ranurada, y los iones metálicos alcalinos contenidos en la matriz de resistencia se desplazan en el campo eléctrico entre las células para generar una corriente iónica. El proceso de electrólisis es más severo en presencia de humedad. Si la película resistiva es una película de carbono o una película de metal, es principalmente oxidación electrolítica; si la película resistiva es una película de óxido metálico, es principalmente reducción electrolítica. Para las resistencias de película delgada de alta resistencia, el resultado de la electrólisis puede aumentar el valor de resistencia, y el daño de la película puede ocurrir a lo largo de un lado de la espiral de la ranura. La prueba de carga de CC en el entorno de sofocos puede evaluar exhaustivamente el rendimiento antioxidante o antirredujojista del material base de la resistencia y la capa de película, así como el rendimiento a prueba de humedad de la capa protectora.
(2), vulcanización
Después de que un lote de instrumentos de campo se han utilizado en una planta química durante un año, los instrumentos han fallado uno tras otro. Después del análisis, se encuentra que el valor de resistencia de la resistencia de chip de película gruesa utilizada en el instrumento se ha vuelto más grande, e incluso se convierte en un circuito abierto. Cuando se observó la resistencia fallida bajo un microscopio, se encontró que una sustancia cristalina negra apareció en el borde del electrodo de la resistencia. Un análisis más detallado de la composición encontró que la sustancia negra eran cristales de sulfuro de plata. Resultó que la resistencia estaba corroída por el azufre del aire.
(3) Adsorción y desorción de gas
La película de resistencia de la resistencia de la película siempre puede adsorber una cantidad muy pequeña de gas en el límite del grano, o las partículas conductoras y la parte aglutinante, que constituyen la capa intermedia entre los granos y dificultan el contacto entre las partículas conductoras. afectan significativamente el valor de resistencia.
Las resistencias de película sintética se fabrican bajo presión normal. Cuando se trabaja en vacío o baja presión, parte del gas se desorberá, lo que mejora el contacto entre partículas conductoras y reduce el valor de resistencia. Del mismo modo, cuando la resistencia de película de carbono térmicamente descompuesta hecha en vacío funciona directamente en condiciones ambientales normales, parte del gas se adsorberá debido al aumento de la presión del aire, lo que aumentará el valor de resistencia. Si el producto semiacabado no grabado está preestablecido a presión normal durante un tiempo adecuado, se mejorará la estabilidad de resistencia del producto de resistencia terminado.
La temperatura y la presión del aire son los principales factores ambientales que afectan la adsorción y desorción de gases. Para la adsorción física, el enfriamiento puede aumentar la capacidad de adsorción de equilibrio, y la calefacción puede aumentar la cantidad de adsorción. Debido a que la adsorción y desorción de gas ocurren en la superficie del cuerpo 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), y el proceso de oxidación comienza desde la superficie del cuerpo de la resistencia y gradualmente se adentra en el interior. A excepción de las resistencias de metales preciosos y películas de aleación, 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 delgada sea la capa de película resistiva, más obvio será el efecto de la oxidación.
La medida fundamental para evitar la oxidación es el sellado (materiales inorgánicos como metales, cerámica, vidrio, etc.). El uso de materiales orgánicos (plásticos, resinas, etc.) para el recubrimiento o la maceta no puede evitar por completo que la capa protectora sea permeable a la humedad o transpirable. Aunque puede retrasar la oxidación o adsorber gases, también traerá algunas innovaciones nuevas relacionadas con la capa protectora orgánica. factor de envejecimiento.
(5), la influencia de la capa protectora orgánica
Durante la formación de la capa protectora orgánica, se liberan volátiles o vapores de disolvente de policondensación. El proceso de tratamiento térmico hace que parte de los volátiles se difundan en el cuerpo de la resistencia, lo que hace que el valor de resistencia aumente. Aunque este proceso puede durar de 1 a 2 años, el tiempo para afectar significativamente el valor de resistencia es de aproximadamente 2 a 8 meses. Para garantizar la estabilidad del valor de resistencia del producto terminado, es más apropiado dejar el producto en el almacén durante un período de tiempo antes de salir de la fábrica.
(6), daños mecánicos
La fiabilidad de una resistencia depende en gran medida de las propiedades mecánicas de la resistencia. El cuerpo de la resistencia, la tapa de plomo y el cable de plomo deben tener suficiente resistencia mecánica. Los defectos en el cuerpo de la base, el daño a la tapa de plomo o la rotura de plomo pueden hacer que la resistencia falle.