Mod kegagalan: pelbagai fenomena kegagalan dan manifestasi mereka.
Mekanisme kegagalan: Proses fizikal, kimia, termodinamik atau proses lain menyebabkan kegagalan.
1. Mod kegagalan utama dan mekanisme kegagalan perintang adalah
1) Litar terbuka: Mekanisme kegagalan utama adalah bahawa filem resistif terbakar atau jatuh di kawasan yang luas, substrat pecah, dan penutup plumbum dan badan perintang jatuh.
2) Daya tahan rintangan diluar spesifikasi: filem resistif rosak atau merosot, substrat mempunyai ion natrium yang bergerak, dan lapisan pelindung tidak baik.
3) Kerosakan plumbum: proses pengelasan kecacatan badan perintang, pencemaran sendi pateri, kerosakan tekanan mekanikal plumbum.
4) Litar pintas: penghijrahan perak, pelepasan korona.
2. Jadual bahagian mod kegagalan dalam jumlah kegagalan
3. Analisis mekanisme kegagalan
Mekanisme kegagalan perintang adalah pelbagai aspek, dan pelbagai proses fizikal dan kimia yang berlaku dalam keadaan kerja atau keadaan persekitaran adalah penyebab penuaan perintang.
(1) Perubahan struktur bahan konduktif
Lapisan filem konduktif perintang filem nipis umumnya diperoleh dengan pemendapan wap, dan terdapat struktur amorf hingga tahap tertentu. Dari sudut termodinamik, struktur amorf cenderung untuk mengkristal. Dalam keadaan kerja atau keadaan persekitaran, struktur amorf pada lapisan filem konduktif cenderung mengkristal pada kelajuan tertentu, iaitu struktur dalaman bahan konduktif cenderung padat, yang sering dapat menyebabkan penurunan nilai rintangan. Kadar penghabluran meningkat dengan peningkatan suhu.
Kawat rintangan atau filem rintangan akan mengalami tekanan mekanikal semasa proses penyediaan, dan struktur dalamannya akan terdistorsi. Semakin kecil diameter dawai atau semakin nipis filemnya, semakin ketara kesan tekanannya. Secara amnya, rawatan haba boleh digunakan untuk menghilangkan tekanan dalaman. Tekanan dalaman sisa boleh dihilangkan secara beransur-ansur semasa penggunaan jangka panjang, dan rintangan perintang boleh berubah dengan sewajarnya.
Kedua-dua proses penghabluran dan penghapusan tekanan dalaman menjadi perlahan dengan berlalunya masa, tetapi mustahil untuk dihentikan semasa penggunaan perintang. Dapat dipertimbangkan bahawa kedua proses ini berjalan pada kelajuan yang hampir berterusan selama tempoh kerja perintang. Perubahan rintangan yang berkaitan dengannya menyumbang kira-kira beberapa seperseribu dari nilai rintangan asal.
Penuaan suhu elektrik yang tinggi: Walau bagaimanapun, beban elektrik akan mempercepat proses penuaan penahan, dan kesan beban elektrik pada mempercepat penuaan penahan lebih penting daripada peningkatan suhu. Sebabnya ialah suhu bahagian hubungan badan perintang dan penutup plumbum. Kenaikan melebihi kenaikan suhu purata perintang. Secara amnya, jangka hayat dipendekkan separuh untuk setiap kenaikan suhu 10 10. Sekiranya beban berlebihan menyebabkan kenaikan suhu perintang melebihi beban undian sebanyak 50 ° C, jangka hayat perintang hanya 1/32 jangka hayat dalam keadaan normal. Ia boleh lulus ujian hidup dipercepat kurang dari empat bulan untuk menilai kestabilan kerja perintang selama 10 tahun.
Beban-elektrolisis DC: di bawah beban DC, elektrolisis menyebabkan perintang bertambah tua. Elektrolisis berlaku di alur perintang beralur, dan ion logam alkali yang terkandung dalam matriks perintang dipindahkan di medan elektrik di antara alur untuk menghasilkan arus ion. Apabila kelembapan hadir, proses elektrolisis menjadi lebih teruk. Sekiranya filem resistif adalah filem karbon atau filem logam, terutamanya pengoksidaan elektrolit; jika filem resistif adalah filem oksida logam, terutamanya pengurangan elektrolit. Untuk perintang filem nipis rintangan tinggi, kesan elektrolisis dapat meningkatkan rintangan, dan kerosakan filem mungkin berlaku di sepanjang sisi lingkaran alur. Melakukan ujian beban DC dalam persekitaran kilat panas dapat menilai secara komprehensif ketahanan terhadap pengoksidaan atau pengurangan bahan dan filem asas perintang, serta ketahanan kelembapan lapisan pelindung.
(2), pemvulkanan
Setelah sekumpulan instrumen ladang digunakan di kilang kimia selama satu tahun, instrumen tersebut gagal satu demi satu. Setelah dianalisis, didapati bahawa nilai rintangan resistor cip filem tebal yang digunakan dalam meter telah menjadi lebih besar, malah menjadi litar terbuka. Apabila perintang yang gagal diperhatikan di bawah mikroskop, didapati bahawa bahan kristal hitam muncul di pinggir elektrod perintang. Analisis komposisi selanjutnya menunjukkan bahawa bahan hitam adalah kristal sulfida perak. Ternyata rintangan tersebut terhakis oleh belerang dari udara.
(3) Penjerapan dan penyerapan gas
Filem resistif filem perintang pada batas butir, atau zarah-zarah konduktif dan bahagian pengikat, mungkin selalu menyerap sejumlah kecil gas. Mereka membentuk lapisan pertengahan antara butiran kristal dan menghalang hubungan antara zarah-zarah konduktif, dengan itu jelas mempengaruhi rintangan.
Perintang filem sintetik dibuat di bawah tekanan normal. Semasa bekerja dalam keadaan vakum atau tekanan rendah, bahagian yang diserap disekat pada gas, yang meningkatkan hubungan antara zarah konduktif dan mengurangkan nilai rintangan. Begitu juga, apabila perintang filem karbon yang dapat diurai secara termal yang dibuat dalam vakum berfungsi secara langsung dalam keadaan persekitaran yang normal, mereka akan menyerap sedikit gas kerana peningkatan tekanan udara, sehingga meningkatkan nilai rintangan. Sekiranya produk separuh siap yang tidak diukir dipratetap di bawah tekanan normal untuk masa yang sesuai, kestabilan rintangan perintang siap akan ditingkatkan.
Suhu dan tekanan udara adalah faktor persekitaran utama yang mempengaruhi penjerapan dan penyerapan gas. Untuk penjerapan fizikal, penyejukan dapat meningkatkan kapasiti penjerapan keseimbangan, sementara pemanasan adalah sebaliknya. Oleh kerana penjerapan dan penyerapan gas berlaku di permukaan perintang. Oleh itu, kesan pada perintang filem lebih ketara. Perubahan rintangan boleh mencapai 1% ~ 2%.
(4) Pengoksidaan
Pengoksidaan adalah faktor jangka panjang (berbeza dengan penjerapan). Proses pengoksidaan bermula dari permukaan perintang dan secara beransur-ansur mendalam ke bahagian dalam. Kecuali perintang filem logam mulia dan aloi, perintang bahan lain semuanya terkena oksigen di udara. Hasil pengoksidaan adalah peningkatan daya tahan. Semakin nipis filem tahan, semakin jelas kesan pengoksidaan.
Langkah asas untuk mengelakkan pengoksidaan adalah menutup (logam, seramik, kaca dan bahan bukan organik lain). Lapisan atau periuk dengan bahan organik (plastik, resin, dan lain-lain) tidak dapat sepenuhnya menghalang lapisan pelindung daripada menyerap kelembapan atau udara. Walaupun dapat melambatkan pengoksidaan atau menyerap gas, ia juga akan membawa beberapa idea baru yang berkaitan dengan lapisan pelindung organik. Faktor penuaan.
(5) Pengaruh lapisan pelindung organik
Semasa pembentukan lapisan pelindung organik, pelarut polimerisasi kondensasi atau wap pelarut dilepaskan. Proses rawatan haba menyebabkan sebahagian daripada volatil meresap ke dalam perintang, menyebabkan rintangan meningkat. Walaupun proses ini dapat berlangsung selama 1 hingga 2 tahun, masa untuk mempengaruhi ketahanan secara signifikan adalah sekitar 2 hingga 8 bulan. Untuk memastikan kestabilan rintangan produk siap, lebih baik meninggalkan produk di gudang untuk jangka masa sebelum meninggalkan kilang.
(6) Kerosakan mekanikal
Kebolehpercayaan rintangan sangat bergantung pada sifat mekanik perintang. Badan perintang, penutup plumbum dan wayar plumbum semestinya mempunyai kekuatan mekanikal yang mencukupi. Kecacatan pada matriks, kerosakan penutup plumbum atau pecah plumbum semuanya boleh menyebabkan kegagalan perintang.