Vikatila: erilaiset vikailmiöt ja niiden ilmenemismuodot.
Vikamekanismi: Fysikaalinen, kemiallinen, termodynaaminen tai muu prosessi johtaa epäonnistumiseen.
1. Vastuiden tärkeimmät vikatilat ja vikamekanismit ovat
1) Avoin piiri: Tärkein vikamekanismi on, että resistiivinen kalvo on palanut loppuun tai putoaa suurella alueella, alusta on rikki ja lyijysuojus ja vastuksen runko putoavat.
2) Resistanssin siirtymä on yli spesifikaatio: resistiivinen kalvo on viallinen tai hajoava, alustalla on siirrettäviä natriumioneja, eikä suojapinnoite ole hyvä.
3) Lyijyn rikkoutuminen: vastuksen rungon hitsausprosessivika, juotosliitossaaste, lyijyn mekaaninen rasitusvaurio.
4) Oikosulku: hopean siirtyminen, koronapurkaus.
2. Taulukko vikatilojen osuudesta kaikissa epäonnistumisissa
3. Vikamekanismin analyysi
Vastusten vikamekanismi on monipuolinen, ja erilaiset fyysiset ja kemialliset prosessit, jotka tapahtuvat työolosuhteissa tai ympäristöolosuhteissa, ovat resistenssien ikääntymisen syitä.
(1) Johtavien materiaalien rakenteelliset muutokset
Ohutkalvovastuksen johtava kalvokerros saadaan yleensä höyrykertymällä, ja siinä on tietyssä määrin amorfinen rakenne. Termodynaamisesta näkökulmasta amorfiset rakenteet ovat taipuvaisia kiteytymään. Työolosuhteissa tai ympäristöolosuhteissa johtavan kalvokerroksen amorfinen rakenne pyrkii kiteytymään tietyllä nopeudella, eli johtavan materiaalin sisäinen rakenne on yleensä tiheä, mikä voi usein aiheuttaa resistenssiarvon laskua. Kiteytymisnopeus kasvaa lämpötilan noustessa.
Vastuslanka tai vastuskalvo rasitetaan mekaanisesti valmistusprosessin aikana, ja sen sisäinen rakenne vääristyy. Mitä pienempi langan halkaisija tai sitä ohuempi kalvo, sitä merkittävämpi stressivaikutus. Yleensä lämpökäsittelyä voidaan käyttää sisäisen stressin poistamiseksi. Jäljellä oleva sisäinen rasitus voidaan poistaa vähitellen pitkäaikaisen käytön aikana, ja vastuksen vastustuskyky voi muuttua vastaavasti.
Sekä kiteytysprosessi että sisäinen stressinpoistoprosessi hidastuvat ajan myötä, mutta vastustajan käytön aikana on mahdotonta lopettaa. Voidaan katsoa, että nämä kaksi prosessia etenevät suunnilleen vakionopeudella vastuksen työjakson aikana. Niihin liittyvä vastustuskyvyn muutos muodostaa noin muutaman tuhannesosan alkuperäisestä vastusarvosta.
Sähkökuorman korkea lämpötila ikääntyminen: Joka tapauksessa sähkökuormitus nopeuttaa vastuiden ikääntymisprosessia, ja sähkökuormituksen vaikutus vastuiden ikääntymisen nopeuttamiseen on merkittävämpi kuin kohonnut lämpötila. Syynä on vastuselimen kosketusosan ja lyijysuojuksen lämpötila. Nousu ylittää vastustimen keskimääräisen lämpötilan nousun. Yleensä käyttöikä lyhenee puoleen jokaista 10 °C:n lämpötilan nousua usta 10 °C:ta usta usta 10 °C:n lämpötilaa vastaan. Jos ylikuormitus saa vastustimen lämpötilan nousun ylittämään nimelliskuormituksen 50 °C:lla, vastustimen käyttöiän on normaalioloissa vain 1/32. Se voi läpäistä alle neljän kuukauden nopeutetun käyttöiän testin vasteen työvakauden arvioimiseksi 10 vuoden aikana.
TASAVIRTAkuormaelektrolyysi: tasavirtakuormituksessa elektrolyysi saa vastustimen ikääntymään. Elektrolyysi tapahtuu uritettujen vastuksen urassa, ja vastusmatriisin sisältämät alkalimetalli-ionit siirretään sähkökenttään urien väliin ionivirran tuottamiseksi. Kun kosteutta on, elektrolyysiprosessi muuttuu vakavammaksi. Jos resistiivinen kalvo on hiilikalvo tai metallikalvo, se on pääasiassa elektrolyyttistä hapettumista; jos resistiivinen kalvo on metallioksidikalvo, se on pääasiassa elektrolyyttistä vähenemistä. Korkean resistanssin ohutkalvovastuissa elektrolyysin vaikutus voi lisätä vastustuskykyä, ja kalvovaurioita voi esiintyä urakierteen puolella. Tasavirtakuormitustestin suorittamisella kuuman salaman ympäristössä voidaan arvioida kattavasti vastuksen pohjamateriaalin ja -kalvon hapettumis- tai vähennyskestävyyttä sekä suojakerroksen kosteudenkestävyyttä.
(2), vulkanointi
Kun kenttäinstrumentteja oli käytetty kemiantehtaassa vuoden ajan, laitteet pettivät yksi toisensa jälkeen. Analyysin jälkeen todetaan, että mittarissa käytetyn paksun kalvosiruvastuksen vastusarvo on kasvanut ja siitä tulee jopa avoin piiri. Kun epäonnistunutta vastusta havaitaan mikroskoopilla, voidaan havaita, että vastuselektrodin reunaan ilmestyy mustaa kiteistä materiaalia. Koostumuksen lisäanalyysi paljastaa, että musta materiaali on hopeasulfidikiteitä. Kävi ilmi, että rikki syövytti vastuksen ilmasta.
(3) Kaasun adsorptio ja desorptio
Kalvovastuiden resistenssikalvo viljan rajalla tai johtavien hiukkasten ja sideaineen osa voivat aina adsorboi hyvin pienen määrän kaasua. Ne muodostavat välikerroksen kristallijyvien välillä ja estävät johtavien hiukkasten välisen kosketuksen, mikä vaikuttaa selvästi vastustuskykyyn.
Synteettinen kalvovastus on valmistettu normaalissa paineessa. Tyhjiössä tai matalapaineessa työskennellessä desoroitu osa kiinnitetään kaasuun, mikä parantaa johtavien hiukkasten välistä kosketusta ja vähentää vastuarvoa. Samoin, kun tyhjiössä tehdyt lämpömäisesti hajoavat hiilikalvovastimet toimivat suoraan normaaleissa ympäristöolosuhteissa, ne absorboivat jonkin verran kaasua ilmanpaineen kasvun vuoksi, mikä lisää vastuksen arvoa. Jos kaivertamaton puolivalmiste on esiasetettu normaalissa paineessa sopivan ajan, valmiin vastuksen kestävyys paranee.
Lämpötila ja ilmanpaine ovat tärkeimmät ympäristötekijät, jotka vaikuttavat kaasun adsorptioon ja desorptioon. Fyysisessä adsorptiossa jäähdytys voi lisätä tasapainon adsorptiokapasiteettia, kun taas lämmitys on päinvastainen. Kaasun adsorptio ja desorptio tapahtuvat vastuksen pinnalla. Siksi vaikutus kalvovastuihin on merkittävämpi. Resistanssin muutos voi olla 1%~2 %.
(4) Hapettumista
Hapettumista on pitkäaikainen tekijä (erilainen kuin adsorptio). Hapettumisprosessi alkaa vastuksen pinnalta ja syvenee vähitellen sisätiloihin. Jalometalli- ja seoskalvovastuita lukuun ottamatta muiden materiaalien vastuisiin vaikuttaa hapessa ilmassa. Hapettumisen seurauksena vastustuskyky kasvaa. Mitä ohuempi resistiivinen kalvo, sitä ilmeisempi hapettumisen vaikutus.
Perustoimenpide hapettumisen estämiseksi on tiivistää (metalli, keramiikka, lasi ja muut epäorgaaniset materiaalit). Pinnoitus tai pinnoite orgaanisilla materiaaleilla (muovit, ruo'on jne.) ei voi täysin estää suojakerroksen läpäisemistä kosteudessa tai ilmassa. Vaikka se voi viivästyttää hapettumista tai adsorbointikaasua, se tuo myös uusia ideoita, jotka liittyvät orgaaniseen suojakerrokseen. Ikääntyvät tekijät.
(5) Orgaanisen suojakerroksen vaikutus
Orgaanisen suojakerroksen muodostumisen aikana vapautuu kondensaatiopolymerointi haihtuvia tai liuotinhöyryjä. Lämpökäsittelyprosessi saa osan haihtuvista aineista hajonmaan vastustelijaan, jolloin vastustuskyky nousee. Vaikka tämä prosessi voi kestää 1-2 vuotta, aika vaikuttaa merkittävästi vastustuskykyyn on noin 2-8 kuukautta. Lopputuotteen kestävyyden vakauden varmistamiseksi on tarkoituksenmukaisempaa jättää tuote varastoon joksikin aikaa ennen tehtaalta poistumista.
(6) Mekaaniset vauriot
Vastuksen luotettavuus riippuu suurelta osin vastuksen mekaanisista ominaisuuksista. Vastusruumiiden, lyijykorkkien ja lyijylankojen mekaanisen lujuuden on oltava riittävä. Matriisin viat, lyijysuojuksen vauriot tai lyijykatkokset voivat kaikki johtaa vastuksen vikaantumiseen.