أنماط الفشل: ظواهر الفشل المختلفة ومظاهرها.
آلية الفشل: هي العملية الفيزيائية أو الكيميائية أو الديناميكية الحرارية أو العملية الأخرى التي تؤدي إلى الفشل.
1. طرق الفشل الرئيسية وآليات فشل المقاومات هي:
1) الدائرة المفتوحة: آلية الفشل الرئيسية هي أن فيلم المقاومة يحترق أو يسقط في مساحة كبيرة ، ويتم كسر الركيزة ، وسقوط غطاء الرصاص وجسم المقاوم.
2) يتجاوز انجراف المقاومة المواصفات: فيلم المقاومة معيب أو متدهور ، المصفوفة بها أيونات صوديوم متحركة ، والطلاء الواقي رديء.
3) كسر الرصاص: عيوب في عملية اللحام لجسم المقاوم ، وتلوث مفاصل اللحام ، وتلف الإجهاد الميكانيكي للخيوط.
4) ماس كهربائى: هجرة الفضة ، تفريغ الاكليل.
2. وضع الفشل إلى جدول نسبة الفشل الكلي
3. تحليل آلية الفشل
آلية فشل المقاومات متعددة الأوجه -. العمليات الفيزيائية والكيميائية المختلفة التي تحدث في ظل ظروف العمل أو الظروف البيئية هي أسباب شيخوخة المقاومات.
(1) التغييرات الهيكلية للمواد الموصلة
يتم الحصول على طبقة الفيلم الموصلة لمقاومات الأغشية الرقيقة عمومًا عن طريق ترسيب البخار ، ولها بنية غير متبلورة إلى حد معين. من وجهة نظر الديناميكا الحرارية ، تميل الهياكل غير المتبلورة إلى التبلور. في ظل ظروف العمل أو الظروف البيئية ، يميل الهيكل غير المتبلور في طبقة الفيلم الموصلة إلى التبلور بسرعة معينة ، أي أن الهيكل الداخلي للمادة الموصلة يميل إلى أن يكون مكثفًا ، مما قد يؤدي غالبًا إلى انخفاض في قيمة المقاومة. يزداد معدل التبلور مع زيادة درجة الحرارة.
سيتعرض سلك المقاومة أو فيلم المقاومة لضغط ميكانيكي أثناء عملية التحضير ، مما يؤدي إلى تشويه هيكله الداخلي. كلما كان قطر السلك أصغر أو طبقة الفيلم أرق ، كلما كان الضغط أكثر أهمية. بشكل عام ، يمكن التخلص من الضغط الداخلي عن طريق المعالجة الحرارية ، ويمكن التخلص من الإجهاد الداخلي المتبقي تدريجيًا في - عملية الاستخدام طويلة المدى ، وقد تتغير قيمة المقاومة وفقًا لذلك.
تتباطأ كل من عملية التبلور وعملية تخفيف الضغط الداخلي بمرور الوقت ، ولكن من غير المرجح أن تنتهي خلال عمر المقاوم. يمكن اعتبار هاتين العمليتين متقدمتين بمعدل ثابت تقريبًا أثناء تشغيل المقاوم. تمثل تغييرات المقاومة المتعلقة بهم حوالي ألف من المقاومة الأصلية.
تقادم - درجات الحرارة المرتفعة للحمل الكهربائي: على أي حال ، سوف يؤدي الحمل الكهربائي إلى تسريع عملية تقادم المقاوم ، ويكون تأثير الحمل الكهربائي على تسريع تقادم المقاوم أكثر أهمية من تأثير زيادة درجة الحرارة. والسبب هو أن درجة حرارة الجزء الملامس لجسم المقاوم وغطاء الرصاص هي أن الارتفاع يتجاوز متوسط ارتفاع درجة حرارة جسم المقاوم. عادة ، يتم تقصير العمر بمقدار النصف لكل زيادة في درجة الحرارة بمقدار 10 درجات. إذا كان الحمل الزائد يجعل ارتفاع درجة حرارة المقاوم يتجاوز الحمولة المقدرة بمقدار 50 درجة ، فإن عمر المقاوم يكون فقط 1/32 من العمر الافتراضي في ظل الظروف العادية. يمكن تقييم استقرار عمل المقاومات خلال فترة 10 سنوات من خلال اختبار الحياة المعجل لأقل من أربعة أشهر.
التحليل الكهربائي لحمولة التيار المستمر -: تحت تأثير حمل التيار المستمر ، يتسبب التحليل الكهربائي في شيخوخة المقاوم. يحدث التحليل الكهربائي في خلية المقاوم المحززة ، ويتم إزاحة أيونات الفلزات القلوية الموجودة في مصفوفة المقاومة في المجال الكهربائي بين الخلايا لتوليد تيار أيوني. تكون عملية التحليل الكهربائي أكثر شدة في وجود الرطوبة. إذا كان الفيلم المقاوم عبارة عن فيلم كربون أو فيلم معدني ، فهو في الأساس أكسدة إلكتروليتية ؛ إذا كان الفيلم المقاوم عبارة عن فيلم أكسيد معدني ، فإنه يتم بشكل أساسي تقليل التحليل الكهربائي. بالنسبة لمقاومات الأغشية الرقيقة - ذات المقاومة العالية - ، يمكن أن تؤدي نتيجة التحليل الكهربائي إلى زيادة قيمة المقاومة ، وقد يحدث تلف الغشاء على طول جانب واحد من الأخدود اللولبي. يمكن لاختبار حمل التيار المباشر في بيئة الفلاش الساخن إجراء تقييم شامل لأداء تقليل - التأكسد أو المضاد - للمواد الأساسية المقاومة وطبقة الفيلم ، بالإضافة إلى أداء مقاومة الرطوبة - من الطبقة الواقية.
(2) الفلكنة
بعد استخدام مجموعة من الأدوات الميدانية في مصنع كيميائي لمدة عام واحد ، فشلت الأدوات واحدة تلو الأخرى. بعد التحليل ، وجد أن قيمة المقاومة لمقاومة الرقاقة السميكة المستخدمة في الجهاز أصبحت أكبر ، بل وأصبحت دائرة مفتوحة. عندما لوحظ وجود المقاوم الفاشل تحت المجهر ، وجد أن مادة بلورية سوداء ظهرت على حافة قطب المقاوم. وجد تحليل إضافي للتكوين أن المادة السوداء عبارة عن بلورات كبريتيد الفضة. اتضح أن المقاوم تآكل بالكبريت من الهواء.
(3) امتصاص الغاز وامتصاصه
قد يمتص فيلم المقاومة لمقاوم الفيلم دائمًا كمية صغيرة جدًا من الغاز على حدود الحبوب ، أو الجسيمات الموصلة وجزء الرابط ، والتي تشكل الطبقة الوسيطة بين الحبيبات وتعوق الاتصال بين الجسيمات الموصلة. تؤثر بشكل كبير على قيمة المقاومة.
تصنع مقاومات الأغشية الاصطناعية تحت الضغط الطبيعي. عند العمل في الفراغ أو الضغط المنخفض ، سيتم امتصاص جزء من الغاز ، مما يحسن الاتصال بين الجسيمات الموصلة ويقلل من قيمة المقاومة. وبالمثل ، عندما يعمل المقاوم لفيلم الكربون المتحلل حرارياً المصنوع في الفراغ مباشرة في ظل الظروف البيئية العادية ، سيتم امتصاص جزء من الغاز بسبب زيادة ضغط الهواء ، مما سيزيد من قيمة المقاومة. إذا تم ضبط المنتج شبه النهائي - غير المحفور مسبقًا تحت ضغط عادي لفترة زمنية مناسبة ، فسيتم تحسين ثبات مقاومة منتج المقاوم النهائي.
تعتبر درجة الحرارة وضغط الهواء من العوامل البيئية الرئيسية التي تؤثر على امتصاص الغازات وامتصاصها. بالنسبة للامتصاص الفيزيائي ، يمكن أن يزيد التبريد من قدرة امتصاص التوازن ، ويمكن أن يؤدي التسخين إلى زيادة كمية الامتزاز. لأن امتصاص الغازات والامتصاص يحدثان على سطح جسم المقاوم. لذلك ، فإن التأثير على مقاومات الفيلم يكون أكثر أهمية. يمكن أن يصل تغيير المقاومة إلى 1 بالمائة 2 بالمائة.
(4) ، أكسدة
تعتبر الأكسدة عاملاً طويل المدى - (يختلف عن الامتزاز) ، وتبدأ عملية الأكسدة من سطح جسم المقاوم وتتعمق تدريجيًا في الداخل. باستثناء مقاومات المعادن الثمينة والأغشية السبائكية ، تتأثر مقاومات المواد الأخرى بالأكسجين الموجود في الهواء. نتيجة الأكسدة هي زيادة المقاومة. كلما أرق طبقة الفيلم المقاومة ، كان تأثير الأكسدة أكثر وضوحًا.
التدبير الأساسي لمنع الأكسدة هو الختم (المواد غير العضوية مثل المعادن والسيراميك والزجاج وما إلى ذلك). لا يمكن أن يمنع استخدام المواد العضوية (البلاستيك ، والراتنجات ، وما إلى ذلك) للطلاء أو التأصيص الطبقة الواقية تمامًا من أن تكون رطوبة - قابلة للاختراق أو قابلة للتنفس. على الرغم من أنه يمكن أن يؤخر الأكسدة أو يمتص الغازات ، فإنه سيوفر أيضًا بعض الابتكارات الجديدة المتعلقة بطبقة الحماية العضوية. عامل الشيخوخة.
(5) تأثير طبقة الحماية العضوية
أثناء تكوين الطبقة الواقية العضوية ، يتم إطلاق المواد المتطايرة أو أبخرة المذيبات من التكاثف المتعدد. تجعل عملية المعالجة الحرارية جزءًا من المواد المتطايرة منتشرًا في جسم المقاوم ، مما يؤدي إلى ارتفاع قيمة المقاومة. على الرغم من أن هذه العملية يمكن أن تستمر لمدة سنة إلى سنتين ، إلا أن الوقت اللازم للتأثير بشكل كبير على قيمة المقاومة هو حوالي 2 إلى 8 أشهر. من أجل ضمان استقرار قيمة المقاومة للمنتج النهائي ، فمن الأنسب ترك المنتج في المستودع لفترة من الوقت قبل مغادرة المصنع.
(6) الضرر الميكانيكي
تعتمد موثوقية المقاوم بشكل كبير على الخواص الميكانيكية للمقاوم. يجب أن يتمتع جسم المقاوم وغطاء الرصاص وسلك الرصاص بقوة ميكانيكية كافية. يمكن أن تؤدي العيوب الموجودة في جسم القاعدة أو تلف غطاء الرصاص أو كسر الرصاص إلى فشل المقاوم.