Načini odpovedi: različni pojavi okvare in njihove manifestacije.
Mehanizem okvare: je fizikalni, kemični, termodinamični ali drug proces, ki vodi do okvare.
1. Glavni načini okvare in mehanizmi okvare uporov so:
1) Odprto vezje: Glavni mehanizem okvare je, da se uporni film zgori ali odpade na velikem območju, substrat je polomljen, pokrovček in ohišje upora pa odpadeta.
2) Odpornost presega specifikacijo: uporni film je pokvarjen ali degradiran, matrika ima premične natrijeve ione in zaščitni premaz je slab.
3) Prelom svinca: okvare v postopku varjenja telesa upora, kontaminacija spajkalnih spojev in poškodbe kablov zaradi mehanskih obremenitev.
4) Kratek stik: migracija srebra, koronska razelektritev.
2. Tabela razmerja med številom odpovedi in skupnim razmerjem napak
3. Analiza mehanizma okvar
Mehanizem okvare uporov je-večplasten. Vzroki za staranje uporov so različni fizikalni in kemični procesi, ki se pojavljajo v delovnih ali okoljskih pogojih.
(1) Strukturne spremembe prevodnih materialov
Prevodni filmski sloj tankoslojnih uporov se običajno pridobi s parnim nanašanjem in ima do določene mere amorfno strukturo. S termodinamičnega vidika imajo amorfne strukture nagnjenost k kristalizaciji. V delovnih ali okoljskih pogojih se amorfna struktura v sloju prevodnega filma nagiba k kristalizaciji z določeno hitrostjo, to pomeni, da se notranja struktura prevodnega materiala nagiba k zgoščevanju, kar lahko pogosto povzroči zmanjšanje vrednosti upora. Hitrost kristalizacije narašča z naraščanjem temperature.
Odporna žica ali uporni film bo med postopkom priprave izpostavljen mehanski obremenitvi, ki bo popačila njeno notranjo strukturo. Manjši kot je premer žice ali tanjša je plast filma, večja bo napetost. Na splošno je mogoče notranjo napetost odpraviti s toplotno obdelavo, preostalo notranjo napetost pa je mogoče postopoma odpraviti v procesu dolgotrajne{0}}uporabe, vrednost upora upora pa se lahko ustrezno spremeni.
Tako proces kristalizacije kot notranji proces razbremenitve napetosti se sčasoma upočasni, vendar se verjetno ne bosta končala med življenjsko dobo upora. Za ta dva procesa lahko štejemo, da potekata s približno konstantno hitrostjo med delovanjem upora. Spremembe upora, povezane z njimi, predstavljajo približno tisočinko prvotnega upora.
Visoko{0}}staranje električne obremenitve pri visoki temperaturi: v vsakem primeru bo električna obremenitev pospešila proces staranja upora, učinek električne obremenitve na pospeševanje staranja upora pa je pomembnejši kot učinek zvišanja temperature. Razlog je v tem, da je temperatura kontaktnega dela telesa upora in vodilnega pokrova Dviganje presega povprečni dvig temperature telesa upora. Običajno se življenjska doba skrajša za polovico za vsakih 10 stopinj zvišanja temperature. Če zaradi preobremenitve dvig temperature upora preseže nazivno obremenitev za 50 stopinj, je življenjska doba upora v normalnih pogojih le 1/32 življenjske dobe. Delovno stabilnost uporov v 10-letnem obdobju je mogoče oceniti s pospešenim preskusom življenjske dobe, ki traja manj kot štiri mesece.
DC obremenitev-elektroliza: pod delovanjem enosmerne obremenitve elektroliza povzroči staranje upora. Elektroliza se pojavi v celici z žlebovitim uporom in ioni alkalijskih kovin, ki jih vsebuje uporna matrika, se premaknejo v električnem polju med celicami, da ustvarijo ionski tok. Postopek elektrolize je v prisotnosti vlage hujši. Če je uporni film ogljikov film ali kovinski film, gre predvsem za elektrolitsko oksidacijo; če je uporni film film iz kovinskega oksida, gre predvsem za elektrolitsko redukcijo. Pri tankoslojnih uporih z visoko{1}}upornostjo- lahko rezultat elektrolize poveča vrednost upora in lahko pride do poškodb filma vzdolž ene strani spirale utora. Preskus obremenitve z enosmernim tokom v okolju vročega bliskavice lahko celovito oceni proti-oksidacijo ali proti-zmogljivost osnovnega materiala upora in sloja filma ter odpornost na vlago- zaščitnega sloja.
(2), vulkanizacija
Potem ko je bila serija terenskih instrumentov eno leto uporabljena v kemični tovarni, so instrumenti drug za drugim odpovedali. Po analizi je bilo ugotovljeno, da je vrednost upora debelega filma čipa, uporabljenega v instrumentu, postala večja in celo postane odprto vezje. Ko smo okvarjeni upor opazovali pod mikroskopom, je bilo ugotovljeno, da se je na robu uporovne elektrode pojavila črna kristalinična snov. Nadaljnja analiza sestave je pokazala, da so črna snov kristali srebrovega sulfida. Izkazalo se je, da je upor razjedalo žveplo iz zraka.
(3) Adsorpcija in desorpcija plina
Uporni film filmskega upora lahko vedno adsorbira zelo majhno količino plina na meji zrn ali prevodnih delcev in vezivnega dela, ki tvorijo vmesno plast med zrni in ovirajo stik med prevodnimi delci. bistveno vplivajo na vrednost odpornosti.
Sintetični filmski upori so izdelani pod normalnim tlakom. Pri delu v vakuumu ali nizkem tlaku se del plina desorbira, kar izboljša stik med prevodnimi delci in zmanjša vrednost upora. Podobno, ko termično razpadli upor ogljikovega filma, izdelan v vakuumu, deluje neposredno v normalnih okoljskih pogojih, bo del plina adsorbiran zaradi povečanja zračnega tlaka, kar bo povečalo vrednost upora. Če je negraviran poli-izdelek prednastavljen pod normalnim tlakom za ustrezen čas, se bo stabilnost upora končnega upornega izdelka izboljšala.
Temperatura in zračni tlak sta glavna okoljska dejavnika, ki vplivata na adsorpcijo in desorpcijo plina. Za fizično adsorpcijo lahko hlajenje poveča ravnotežno adsorpcijsko zmogljivost, segrevanje pa lahko poveča količino adsorpcije. Ker pride do adsorpcije in desorpcije plina na površini telesa upora. Zato je vpliv na filmske upore pomembnejši. Sprememba upora lahko doseže 1 odstotek 2 odstotka.
(4), oksidacija
Oksidacija je dolgotrajen-faktor (različen od adsorpcije), proces oksidacije pa se začne na površini telesa upora in postopoma gre globoko v notranjost. Razen filmskih uporov iz plemenitih kovin in zlitin na upore iz drugih materialov vpliva kisik v zraku. Posledica oksidacije je povečanje odpornosti. Čim tanjša je plast uporovne folije, bolj očiten je učinek oksidacije.
Temeljni ukrep za preprečevanje oksidacije je tesnjenje (anorganski materiali, kot so kovine, keramika, steklo itd.). Uporaba organskih materialov (plastike, smole itd.) za premazovanje ali zalivanje ne more popolnoma preprečiti, da bi zaščitni sloj bil vlago-prepusten ali zračen. Čeprav lahko upočasni oksidacijo ali adsorbira pline, bo prinesel tudi nekaj novih inovacij, povezanih z organsko zaščitno plastjo. faktor staranja.
(5), vpliv organske zaščitne plasti
Med nastajanjem organske zaščitne plasti se sproščajo hlapni snovi ali hlapi topil polikondenzacije. Proces toplotne obdelave povzroči, da del hlapnih snovi difundira v telo upora, kar povzroči dvig vrednosti upora. Čeprav lahko ta proces traja od 1 do 2 leti, je čas za pomemben vpliv na vrednost odpornosti približno 2 do 8 mesecev. Da bi zagotovili stabilnost vrednosti odpornosti končnega izdelka, je bolj primerno, da izdelek nekaj časa pustite v skladišču, preden zapusti tovarno.
(6), mehanske poškodbe
Zanesljivost upora je v veliki meri odvisna od mehanskih lastnosti upora. Telo upora, kapica in žica morajo imeti zadostno mehansko trdnost. Okvare osnovnega telesa, poškodbe pokrova svinca ali zlom kabla lahko povzročijo okvaro upora.