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導(dǎo)電材料結(jié)構(gòu)變化的失效模式

文章出處:作者:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2021-10-28 16:35:00

從熱力學(xué)的觀點(diǎn)來看,非晶態(tài)結(jié)構(gòu)傾向于結(jié)晶。可以認(rèn)為,在電阻器工作期間,這兩個(gè)過程以近似恒定的速度進(jìn)行。與之相關(guān)的電阻變化占原始電阻的千分之幾。直流負(fù)載-電解:在直流負(fù)載下,電解導(dǎo)致電阻器老化。濕熱環(huán)境下的直流負(fù)載試驗(yàn)可以綜合評(píng)價(jià)電阻基體材料和薄膜的抗氧化性或抗還原性,以及保護(hù)層的防潮性能。


薄膜電阻的導(dǎo)電膜一般采用氣相沉積的方法獲得,并且在一定程度上存在非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。從熱力學(xué)的觀點(diǎn)來看,非晶態(tài)結(jié)構(gòu)傾向于結(jié)晶。在工作或環(huán)境條件下,導(dǎo)電膜中的非晶結(jié)構(gòu)趨向于以一定速度結(jié)晶,即導(dǎo)電材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)趨向于致密化,這通常會(huì)導(dǎo)致電阻值降低。結(jié)晶速率隨溫度的升高而增大,電阻絲或電阻膜在制備過程中會(huì)承受機(jī)械應(yīng)力,導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)變形。金屬絲直徑越小或薄膜越薄,應(yīng)力效應(yīng)越顯著。一般情況下,內(nèi)應(yīng)力可通過熱處理消除,殘余內(nèi)應(yīng)力可在長(zhǎng)期使用過程中逐漸消除,電阻器的電阻值也會(huì)隨之變化,結(jié)晶過程和內(nèi)應(yīng)力消除過程都會(huì)隨著時(shí)間的推移而減慢,但在使用電阻器的過程中不可能終止??梢哉J(rèn)為,在電阻器工作期間,這兩個(gè)過程以近似恒定的速度進(jìn)行。與之相關(guān)的電阻變化占原始電阻的千分之幾
電氣負(fù)載的高溫老化:在任何情況下,電氣負(fù)載都會(huì)加速電阻器的老化過程,電氣負(fù)載對(duì)電阻器老化的加速作用比溫度升高的作用更為顯著,因?yàn)殡娮杵骱鸵€帽之間接觸部分的溫升超過電阻器的平均溫升。一般情況下,溫度每升高10℃,使用壽命縮短一半。如果過載導(dǎo)致電阻器在額定負(fù)載下溫升超過50℃,電阻器的使用壽命僅為正常情況下的1/32。電阻器在10年內(nèi)的工作穩(wěn)定性可通過不到4個(gè)月的加速壽命試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估
直流負(fù)載-電解:在直流負(fù)載下,電解導(dǎo)致電阻器老化。電解發(fā)生在槽電阻槽中。電阻矩陣中包含的堿金屬離子在槽之間的電場(chǎng)中發(fā)生位移,從而產(chǎn)生離子電流。在有水分的情況下,電解過程更為激烈。如果電阻膜是碳膜或金屬膜,則主要是電解氧化;如果電阻膜是金屬氧化物膜,則主要是電解還原。對(duì)于高電阻薄膜電阻器,由于電解,電阻值可能會(huì)增加,并且沿著螺旋槽的一側(cè)可能會(huì)發(fā)生薄膜損壞。濕熱環(huán)境下的直流負(fù)載試驗(yàn)可以綜合評(píng)價(jià)電阻基體材料和薄膜的抗氧化性或抗還原性,以及保護(hù)層的防潮性能。
 

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