一、概述
失效機制是導致零件、元器件和材料失效的物理或化學過程。此過程的誘發因素有內部的和外部的。在研究失效機制時,通常先從外部誘發因素和失效表現形式入手,進而再研究較隱蔽的內在因素。在研究批量性失效規律時,常用數理統計方法,構成表示失效機制、失效方式或失效部位與失效頻度、失效百分比或失效經濟損失之間關系的排列圖或帕雷托圖,以找出必須首先解決的主要失效機制、方位和部位。任一產品或系統的構成都是有層次的,失效原因也具有層次性,如系統-單機-部件(組件)-零件(元件)-材料。上一層次的失效原因即是下一層次的失效現象。越是低層次的失效現象,就越是本質的失效原因。
失效分析在提高產品質量,技術開發、改進,產品修復及仲裁失效事故等方面具有很強的實際意義,是根據失效模式和現象,通過分析和驗證,模擬重現失效的現象,找出失效的原因,挖掘出失效的機理的活動。方法分為,無損檢測,化學成分分析,力學性能分析,硬度測試,金相分析,斷口分析,異物分析,腐蝕分析等。
二、檢測目的
失效分析檢測是指對產品或組件在失效后進行的一系列科學分析,以確定失效的原因和機理。通過這一過程,企業能夠識別和糾正產品設計和制造中的缺陷,從而提高產品的整體質量和可靠性。此外,失效分析檢測有助于企業遵守相關法規和標準,減少召回和退貨的風險,最終降低經濟損失。
· 提高產品質量:通過失效分析,可以發現產品設計和制造過程中的缺陷,從而提高產品的整體質量。
· 延長產品壽命:通過分析失效原因,可以采取措施延長產品的使用壽命。
· 降低維護成本:預防性維護和改進措施可以減少產品在使用過程中的故障率,降低維護成本。
· 增強市場競爭力:提高產品的可靠性和性能,增強產品的市場競爭力。
三、檢測項目
布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、顯微維氏硬度、努氏硬度
金相組織、晶粒度、非金屬夾雜物、鍍層厚度、宏觀檢測
體視顯微鏡分析、掃描電鏡分析
腐蝕分析:
金屬
金屬材料的失效分析主要是通過力學性能檢測、金相檢測、SEM、成分分析對金屬進行診斷,了解失效原因。
例:對于疲勞斷裂的金屬部件,分析其裂紋擴展路徑和斷口形貌,可以判斷是應力集中、材料缺陷還是環境因素導致的失效?;谶@些分析結果,可以優化金屬材料的成分設計、熱處理工藝和加工方法,從而提高金屬制品的可靠性和使用壽命。
元器件
涉及電測試、物理、化學手段、確定失效模式,機理及原因,以提高產品可靠性,優化設計與制造工藝。
例:對于集成電路的失效分析,可能需要借助顯微切割、芯片去封裝和掃描電子顯微鏡等技術,觀察芯片內部的微觀結構和缺陷。通過分析失效元器件的制造工藝、使用環境和應力狀態等因素,可以提出改進措施,如優化電路設計、提高封裝質量、改善散熱條件等,以確保電子產品的穩定性和可靠性。
材料
高分子材料、復合材料、涂層材料、借助各種測試分析技術及設備,分辨失效模式和失效機理,確認最終失效原因。
例:對于高分子材料的老化失效分析,可以通過紅外光譜、熱重分析等方法研究材料的化學結構變化;通過拉伸試驗、沖擊試驗等力學性能測試評估材料的強度、韌性等性能變化?;谶@些分析結果,可以提出改善材料配方、優化加工工藝、提高使用環境適應性等改進措施,以提升材料的整體性能和使用壽命。
失效分析檢測是確保產品可靠性的重要手段,它通過科學的分析方法幫助工程師理解產品失效的原因,并提出有效的改進措施。隨著技術的發展,失效分析檢測的方法和工具也在不斷進步,為產品的質量控制和可靠性提升提供了強有力的支持。
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