Način kvara: različiti fenomeni kvara i njihove manifestacije.
Mehanizam kvara: Fizički, kemijski, termodinamički ili drugi proces dovodi do kvara.
1. Glavni načini otkaza i mehanizmi otkaza otpornika su
1) Otvoreni krug: Glavni mehanizam kvara je taj što otporni film izgori ili padne na velikom području, podloga je slomljena, a kapica olova i tijelo otpornika otpadaju.
2) Otkloni otpora su izvan specifikacije: otporni film je oštećen ili razgrađen, podloga ima pomične natrijeve ione, a zaštitni premaz nije dobar.
3) Pucanje olova: kvar procesa zavarivanja otpornog tijela, zagađenje lemnog zgloba, oštećenje mehaničkim naponom olova
4) Kratki spoj: migracija srebra, pražnjenje korone.
2. Tabela udjela načina otkaza u ukupnim otkazima
3. Analiza mehanizma otkaza
Mehanizam kvara otpornika je višeznačan, a različiti fizički i kemijski procesi koji se javljaju u radnim uvjetima ili uvjetima okoline uzroci su starenja otpornika.
(1) Strukturne promjene provodljivih materijala
Provodljivi sloj filma tankoslojnog otpornika općenito se dobiva taloženjem pare i u određenoj mjeri postoji amorfna struktura. S termodinamičke točke gledišta, amorfne strukture imaju tendenciju kristalizacije. U radnim uvjetima ili uvjetima okoline, amorfna struktura u provodnom sloju filma ima tendenciju kristalizacije određenom brzinom, odnosno unutarnja struktura provodljivog materijala ima tendenciju da bude gusta, što često može uzrokovati smanjenje vrijednosti otpora. Brzina kristalizacije raste s porastom temperature.
Otporna žica ili otporni film bit će izloženi mehaničkom naprezanju tijekom postupka pripreme, a njegova unutarnja struktura će biti izobličena. Što je manji promjer žice ili je tanji film, to je značajniji učinak naprezanja. Općenito, toplotna obrada može se koristiti za uklanjanje unutarnjeg stresa. Preostali unutarnji napori mogu se postupno uklanjati tijekom dugotrajne upotrebe, a otpor otpornika može se mijenjati u skladu s tim.
I proces kristalizacije i proces uklanjanja unutarnjeg naprezanja usporavaju se s vremenom, ali je nemoguće prekinuti tijekom upotrebe otpornika. Može se smatrati da se ova dva procesa odvijaju približno konstantnom brzinom tokom radnog perioda otpornika. Promjena otpora koja se odnosi na njih čini oko nekoliko hiljaditih dijelova izvorne vrijednosti otpora.
Starenje električnog opterećenja na visokim temperaturama: U svakom slučaju, električno opterećenje će ubrzati proces starenja otpornika, a učinak električnog opterećenja na ubrzanje starenja otpornika značajniji je od utjecaja povećane temperature. Razlog je temperatura kontaktnog dijela otpornika i olovna kapa. Porast premašuje prosječni porast temperature otpornika. Općenito se životni vijek skraćuje za pola za svakih 10 ℃ porasta temperature. Ako preopterećenje uzrokuje porast temperature otpornika da premaši nazivno opterećenje za 50 ° C, vijek trajanja otpornika je samo 1/32 vijeka trajanja u normalnim uvjetima. Može proći ubrzani životni test za manje od četiri mjeseca kako bi procijenio radnu stabilnost otpornika tokom 10 godina.
Istosmjerno opterećenje-elektroliza: pod istosmjernim opterećenjem elektroliza dovodi do starenja otpornika. Elektroliza se događa u utoru žljebljenog otpornika, a joni alkalnih metala sadržani u matrici otpornika premještaju se u električnom polju između utora da bi stvorili ionsku struju. Kada je prisutna vlaga, proces elektrolize postaje sve teži. Ako je otporni film karbonski ili metalni film, to je uglavnom elektrolitska oksidacija; ako je otporni film metalni oksidni film, to je uglavnom elektrolitska redukcija. Za tankoslojne otpore visokog otpora, učinak elektrolize može povećati otpor, a oštećenja filma mogu nastati duž bočne spirale utora. Izvođenjem ispitivanja istosmjernog opterećenja u okruženju s vrućim bljeskom može se sveobuhvatno procijeniti otpornost na oksidaciju ili smanjenje otpornog osnovnog materijala i filma, kao i otpornost vlage zaštitnog sloja.
(2), vulkanizacija
Nakon što se jedna serija poljskih instrumenata koristila u hemijskom pogonu tokom jedne godine, instrumenti su otkazali jedan za drugim. Nakon analize, utvrđeno je da je vrijednost otpora otpornika debelog sloja čipa koji se koristi u mjeraču postala veća, pa čak postaje i otvoreni krug. Kad se otkazani otpor promatra pod mikroskopom, može se utvrditi da se na rubu otporne elektrode pojavljuje crni kristalni materijal. Daljnja analiza sastava otkriva da su crni materijal kristali srebrovog sulfida. Pokazalo se da je otpor nagrizao sumpor iz zraka.
(3) Adorpcija i desorpcija plina
Otporni film filmskih otpornika na granici zrna ili provodljive čestice i vezivni dio mogu uvijek adsorbirati vrlo malu količinu plina. Oni čine međusloj između zrna kristala i ometaju kontakt između provodljivih čestica, čime očito utječu na otpor.
Otpornik od sintetičkog filma izrađuje se pod normalnim pritiskom. Kada se radi u vakuumu ili pod niskim pritiskom, desorbirani dio je pričvršćen na plin, što poboljšava kontakt između provodljivih čestica i smanjuje vrijednost otpora. Slično tome, kada termički razgradivi otpornici ugljičnog filma izrađeni u vakuumu rade direktno u normalnim uvjetima okoline, oni će apsorbirati dio plina zbog povećanja tlaka zraka, povećavajući vrijednost otpora. Ako je negravirani poluproizvod unaprijed postavljen pod normalnim pritiskom na odgovarajuće vrijeme, stabilnost otpora gotovog otpornika će se poboljšati.
Temperatura i vazdušni pritisak glavni su faktori okoline koji utiču na adsorpciju i desorpciju gasova. Za fizičku adsorpciju, hlađenje može povećati ravnotežni kapacitet adsorpcije, dok je grijanje suprotno. Kako dolazi do adsorpcije i desorpcije plina na površini otpornika. Stoga je utjecaj na otpornike filma značajniji. Promjena otpora može doseći 1% ~ 2%.
(4) Oksidacija
Oksidacija je dugoročni faktor (različit od adsorpcije). Proces oksidacije započinje s površine otpornika i postupno se produbljuje u unutrašnjost. Osim otpornika na plemenite metale i legure, otpornici ostalih materijala pod utjecajem su kisika u zraku. Rezultat oksidacije je povećanje otpora. Što je otporni film tanji, to je očitiji učinak oksidacije.
Osnovna mjera za sprečavanje oksidacije je brtvljenje (metal, keramika, staklo i drugi anorganski materijali). Premazivanje ili polijevanje organskim materijalima (plastika, smole itd.) Ne može u potpunosti spriječiti da zaštitni sloj prožme vlagu ili zrak. Iako može odgoditi oksidaciju ili adsorbirati plin, donijet će i neke nove ideje povezane s organskim zaštitnim slojem. Faktori starenja.
(5) Uticaj organskog zaštitnog sloja
Tokom stvaranja organskog zaštitnog sloja, oslobađaju se hlapljive polimerizacijske kondenzacione pare ili otapala. Postupak toplotne obrade uzrokuje difuzije dijela hlapljivih sastojaka u otpor, što uzrokuje porast otpora. Iako ovaj proces može trajati 1 do 2 godine, vrijeme da se značajno utječe na rezistenciju je oko 2 do 8 mjeseci. Kako bi se osigurala stabilnost otpornosti gotovog proizvoda, prikladnije je ostaviti proizvod na određeno vrijeme u skladištu prije napuštanja tvornice.
(6) Mehanička oštećenja
Pouzdanost otpora u velikoj mjeri ovisi o mehaničkim svojstvima otpornika. Tijela otpornika, olovne kape i olovne žice trebaju imati dovoljnu mehaničku čvrstoću. Oštećenja matrice, oštećenja poklopca elektrode ili prelomi elektrode mogu dovesti do otkazivanja otpornika.