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1 # 胡燁故事
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2 # 孜然小怪獸
電阻是電器裝置中數量最多的元件,但不是損壞率最高的元件,電阻損壞以開路最常見,阻值變大較少見,阻值變小十分少見。
從位置上看電阻損壞一般有兩類原因:(1)外部的;(2)內部的。
外部的原因有很多,如:電流過大,導致燒燬或是阻值變化;焊接的電路板因外力作用,發生形變,從而使電阻斷裂(尤其在表貼電阻裡最常見);發熱的熱量不能即使排出,使電阻工作在過熱的環境裡也容易損壞……
內部原因常見的有幾種:電阻質量粗糙,材料不均勻,導致區域性電阻發生變化。功率選擇很靠近最大功率點,當瞬間干擾時,電阻損壞……
從電阻型別看常見的有碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻和保險電阻幾種。
碳膜電阻、金屬膜電阻應用最廣,其損壞的特點:
(1)低阻值(100Ω以下)和高阻值(100kΩ以上)的損壞率較高,中間阻值(如幾百歐到幾十千歐)的極少損壞;
(2)低阻值電阻損壞時往往是燒焦發黑,很容易發現,而高阻值電阻損壞時很少有痕跡。
線繞電阻一般用作大電流限流,阻值不大,圓柱形線繞電阻燒壞時有的會發黑或表面爆皮、裂紋,有的沒有痕跡。
水泥電阻是線繞電阻的一種,燒壞時可能會斷裂,否則也沒有可見痕跡。
保險電阻燒壞時有的表面會炸掉一塊皮,有的也沒有什麼痕跡,但絕不會燒焦發黑。根據以上特點,在檢查電阻時可有所側重,快速找出損壞的電阻。
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3 # 金鑑實驗室周工
電阻器損壞的原理是多方面的,工作條件或環境條件下所發生的各種理化過程是引起電阻器老化的原因,具體原因如下:
(1)、導電材料的結構變化
薄膜電阻器的導電膜層一般用汽相澱積方法獲得,在一定程度上存在無定型結構。按熱力學觀點,無定型結構均有結晶化趨勢。在工作條件或環境條件下,導電膜層中的無定型結構均以一定的速度趨向結晶化,也即導電材料內部結構趨於緻密化,能常會引起電阻值的下降。結晶化速度隨溫度升高而加快。
電阻線或電阻膜在製備過程中都會承受機械應力,使其內部結構發生畸變,線徑愈小或膜層愈薄,應力影響愈顯著。一般可採用熱處理方法消除內應力,殘餘內應力則可能在長時間使用過程中逐步消除,電阻器的阻值則可能因此發生變化。
結晶化過程和內應力清除過程均隨時間推移而減緩,但不可能在電阻器使用期間終止。可以認為在電阻器工作期內這兩個過程以近似恆定的速度進行。與它們有關的阻值變化約佔原阻值的千分之幾。
電負荷高溫老化:任何情況,電負荷均會加速電阻器老化程序,並且電負荷對加速電阻器老化的作用比升高溫度的加速老化後果更顯著,原因是電阻體與引線帽接觸部分的溫升超過了電阻體的平均溫升。通常溫度每升高10℃,壽命縮短一半。如果過負荷使電阻器溫升超過額定負荷時溫升50℃,則電阻器的壽命僅為正常情況下壽命的1/32。可透過不到四個月的加速壽命試驗,即可考核電阻器在10年期間的工作穩定性。
直流負荷—電解作用:直流負荷作用下,電解作用導致電阻器老化。電解發生在刻槽電阻器槽內,電阻基體所含的鹼金屬離子在槽間電場中位移,產生離子電流。溼氣存在時,電解過程更為劇烈。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膜,則主要是電解還原。對於高阻薄膜電阻器,電解作用的後果可使阻值增大,沿槽螺旋的一側可能出現薄膜破壞現象。在潮熱環境下進行直流負荷試驗,可全面考核電阻器基體材料與膜層的抗氧化或抗還原效能,以及保護層的防潮效能。
(2)、硫化
有一批現場儀表在某化工廠使用一年後,儀表紛紛出現故障。經分析發現儀表中使用的厚膜貼片電阻阻值變大了,甚至變成開路了。把失效的電阻放到顯微鏡下觀察,可以發現電阻電極邊緣出現了黑色結晶物質,進一步分析成分發現,黑色物質是硫化銀晶體。原來電阻被來自空氣中的硫給腐蝕了。
(3)氣體吸附與解吸
膜式電阻器的電阻膜在晶粒邊界上,或導電顆粒和黏結劑部分,總可能吸附非常少量的氣體,它們構成了晶粒之間的中間層,阻礙了導電顆粒之間的接觸,從而明顯影響阻值。
合成膜電阻器是在常壓下製成,在真空或低氣壓工作時,將解吸部分附氣體,改善了導電顆粒之間的接觸,使阻值下降。同樣,在真空中製成的熱分解碳膜電阻器直接在正常環境條件下工作時,將因氣壓升高而吸附部分氣體,使阻值增大。如果將未刻的半成品預置在常壓下適當時間,則會提高電阻器成品的阻值穩定性。
溫度和氣壓是影響氣體吸附與解吸的主要環境因素。對於物理吸附,降溫可增加平衡吸附量,升溫則反之。由於氣體吸附與解吸發生在電阻體的表面。所以對膜式電阻器的影響較為顯著。阻值變化可達1%~2%。
(4)氧化
氧化是長期起作用的因素(與吸附不同),氧化過程是由電阻體表面開始,逐步向內部深入。除了貴金屬與合金薄膜電阻外,其他材料的電阻體均會受到空氣中氧的影響。氧化的結果是阻值增大。電阻膜層愈薄,氧化影響就更明顯。
防止氧化的根本措施是密封(金屬、陶瓷、玻璃等無機材料)。採用有機材料(塑膠、樹脂等)塗覆或灌封,不能完全防止保護層透溼或透氣,雖能起到延緩氧化或吸附氣體的作用,但也會帶來與有機保護層有關的些新的老化因素。
(4)、有機保護層的影響
有機保護層形成過程中,放出縮聚作用的揮發物或溶劑蒸氣。熱處理過程使部分揮發物擴散到電阻體中,引起阻值上升。此過程雖可持續1~2年,但顯著影響阻值的時間約為2~8個月,為了保證成品的阻值穩定性,把產品在庫房中擱置一段時間再出廠是比較適宜的。
(5)、機械損傷
電阻的可靠很大程度上取決於電阻器的機械效能。電阻體、引線帽和引出線等均應具有足夠的機械強度,基體缺陷、引線帽損壞或引線斷裂均可導致電阻器失效。
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4 # 淬火成鋼
電阻器損壞的原理是多方面的,工作條件或環境條件下所發生的各種理化過程是引起電阻器老化的原因,具體原因如下:
(1)、導電材料的結構變化
薄膜電阻器的導電膜層一般用汽相澱積方法獲得,在一定程度上存在無定型結構。按熱力學觀點,無定型結構均有結晶化趨勢。在工作條件或環境條件下,導電膜層中的無定型結構均以一定的速度趨向結晶化,也即導電材料內部結構趨於緻密化,能常會引起電阻值的下降。結晶化速度隨溫度升高而加快。
電阻線或電阻膜在製備過程中都會承受機械應力,使其內部結構發生畸變,線徑愈小或膜層愈薄,應力影響愈顯著。一般可採用熱處理方法消除內應力,殘餘內應力則可能在長時間使用過程中逐步消除,電阻器的阻值則可能因此發生變化。
結晶化過程和內應力清除過程均隨時間推移而減緩,但不可能在電阻器使用期間終止。可以認為在電阻器工作期內這兩個過程以近似恆定的速度進行。與它們有關的阻值變化約佔原阻值的千分之幾。
電負荷高溫老化:任何情況,電負荷均會加速電阻器老化程序,並且電負荷對加速電阻器老化的作用比升高溫度的加速老化後果更顯著,原因是電阻體與引線帽接觸部分的溫升超過了電阻體的平均溫升。通常溫度每升高10℃,壽命縮短一半。如果過負荷使電阻器溫升超過額定負荷時溫升50℃,則電阻器的壽命僅為正常情況下壽命的1/32。可透過不到四個月的加速壽命試驗,即可考核電阻器在10年期間的工作穩定性。
直流負荷—電解作用:直流負荷作用下,電解作用導致電阻器老化。電解發生在刻槽電阻器槽內,電阻基體所含的鹼金屬離子在槽間電場中位移,產生離子電流。溼氣存在時,電解過程更為劇烈。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膜,則主要是電解還原。對於高阻薄膜電阻器,電解作用的後果可使阻值增大,沿槽螺旋的一側可能出現薄膜破壞現象。在潮熱環境下進行直流負荷試驗,可全面考核電阻器基體材料與膜層的抗氧化或抗還原效能,以及保護層的防潮效能。
(2)、硫化
有一批現場儀表在某化工廠使用一年後,儀表紛紛出現故障。經分析發現儀表中使用的厚膜貼片電阻阻值變大了,甚至變成開路了。把失效的電阻放到顯微鏡下觀察,可以發現電阻電極邊緣出現了黑色結晶物質,進一步分析成分發現,黑色物質是硫化銀晶體。原來電阻被來自空氣中的硫給腐蝕了。
(3)氣體吸附與解吸
膜式電阻器的電阻膜在晶粒邊界上,或導電顆粒和黏結劑部分,總可能吸附非常少量的氣體,它們構成了晶粒之間的中間層,阻礙了導電顆粒之間的接觸,從而明顯影響阻值。
合成膜電阻器是在常壓下製成,在真空或低氣壓工作時,將解吸部分附氣體,改善了導電顆粒之間的接觸,使阻值下降。同樣,在真空中製成的熱分解碳膜電阻器直接在正常環境條件下工作時,將因氣壓升高而吸附部分氣體,使阻值增大。如果將未刻的半成品預置在常壓下適當時間,則會提高電阻器成品的阻值穩定性。
溫度和氣壓是影響氣體吸附與解吸的主要環境因素。對於物理吸附,降溫可增加平衡吸附量,升溫則反之。由於氣體吸附與解吸發生在電阻體的表面。所以對膜式電阻器的影響較為顯著。阻值變化可達1%~2%。
(4)氧化
氧化是長期起作用的因素(與吸附不同),氧化過程是由電阻體表面開始,逐步向內部深入。除了貴金屬與合金薄膜電阻外,其他材料的電阻體均會受到空氣中氧的影響。氧化的結果是阻值增大。電阻膜層愈薄,氧化影響就更明顯。
防止氧化的根本措施是密封(金屬、陶瓷、玻璃等無機材料)。採用有機材料(塑膠、樹脂等)塗覆或灌封,不能完全防止保護層透溼或透氣,雖能起到延緩氧化或吸附氣體的作用,但也會帶來與有機保護層有關的些新的老化因素。
(4)、有機保護層的影響
有機保護層形成過程中,放出縮聚作用的揮發物或溶劑蒸氣。熱處理過程使部分揮發物擴散到電阻體中,引起阻值上升。此過程雖可持續1~2年,但顯著影響阻值的時間約為2~8個月,為了保證成品的阻值穩定性,把產品在庫房中擱置一段時間再出廠是比較適宜的。
(5)、機械損傷
電阻的可靠很大程度上取決於電阻器的機械效能。電阻體、引線帽和引出線等均應具有足夠的機械強度,基體缺陷、引線帽損壞或引線斷裂均可導致電阻器失效
回覆列表
基本上都是電流過載燒燬的,所以電阻有個標稱引數就是功率,如四分之一瓦、二分之一瓦、一瓦……功率大的電阻相對個頭也較大。