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失效分析近年從軍工向普通企業(yè)普及，它一般根據(jù)失效模式和現(xiàn)象，通過(guò)分析和驗(yàn)證，模擬重現(xiàn)失效的現(xiàn)象，找出失效的原因，挖掘出失效的機(jī)理的活動(dòng)。在提高產(chǎn)品質(zhì)量，技術(shù)開(kāi)發(fā)、改進(jìn)，產(chǎn)品修復(fù)及仲裁失效事故等方面具有很強(qiáng)的實(shí)際意義。

失效分析流程

各種材料失效分析檢測(cè)方法

電子元器件失效分析

電子元器件技術(shù)的快速發(fā)展和可靠性的提高奠定了現(xiàn)代電子裝備的基礎(chǔ)，元器件可靠性工作的根本任務(wù)是提高元器件的可靠性。

失效模式：開(kāi)路，短路，漏電，功能失效，電參數(shù)漂移，非穩(wěn)定失效等。

常用手段

電測(cè)：連接性測(cè)試，電參數(shù)測(cè)試，功能測(cè)試

無(wú)損檢測(cè)：開(kāi)封技術(shù)(機(jī)械開(kāi)封、化學(xué)開(kāi)封、激光開(kāi)封)、去鈍化層技術(shù)(化學(xué)腐蝕去鈍化層、等離子腐蝕去鈍化層、機(jī)械研磨去鈍化層)、微區(qū)分析技術(shù)(FIB、CP)

制樣技術(shù)：開(kāi)封技術(shù)(機(jī)械開(kāi)封、化學(xué)開(kāi)封、激光開(kāi)封)、去鈍化層技術(shù)(化學(xué)腐蝕去鈍化層、等離子腐蝕去鈍化層、機(jī)械研磨去鈍化層)、微區(qū)分析技術(shù)(FIB、CP)

顯微形貌分析：光學(xué)顯微分析技術(shù)、掃描電子顯微鏡二次電子像技術(shù)

表面元素分析：掃描電鏡及能譜分析(SEM/EDS)、俄歇電子能譜分析(AES)、X射線(xiàn)光電子能譜分析(XPS)、二次離子質(zhì)譜分析(SIMS)

無(wú)損分析技術(shù)：X射線(xiàn)透視技術(shù)、三維透視技術(shù)、反射式掃描聲學(xué)顯微技術(shù)(C-SAM)

金屬材料失效分析

隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，金屬制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科技以及人們的生活各個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，因此金屬材料的質(zhì)量應(yīng)更加值得關(guān)注。

失效模式：設(shè)計(jì)不當(dāng)，材料缺陷，鑄造缺陷，焊接缺陷，熱處理缺陷。

常用手段

金屬材料微觀組織分析：金相分析、X射線(xiàn)相結(jié)構(gòu)分析、表面殘余應(yīng)力分析、金屬材料晶粒度

成分分析：直讀光譜儀、X射線(xiàn)光電子能譜儀(XPS)、俄歇電子能譜儀(AES)等

物相分析：X射線(xiàn)衍射儀(XRD)

殘余應(yīng)力分析：X光應(yīng)力測(cè)定儀

機(jī)械性能分析：萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)、硬度試驗(yàn)機(jī)等。

高分子材料失效分析

高分子材料技術(shù)總的發(fā)展趨勢(shì)是高性能化、高功能化、復(fù)合化、智能化和綠色化。因?yàn)榧夹g(shù)的全新要求和產(chǎn)品的高要求化，而需要通過(guò)失效分析手段查找其失效的根本原因及機(jī)理，來(lái)提高產(chǎn)品質(zhì)量、工藝改進(jìn)及責(zé)任仲裁等方面。

失效模式：斷裂，開(kāi)裂，分層，腐蝕，起泡，涂層脫落，變色，磨損失效。

常用手段：成分分析：傅里葉紅外光譜儀(FTIR)、顯微共焦拉曼光譜儀(Raman)、掃描電鏡及能譜分析(SEM/EDS)、X射線(xiàn)熒光光譜分析(XRF)、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)、裂解氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(PGC-MS)、核磁共振分析(NMR)、俄歇電子能譜分析(AES)、X射線(xiàn)光電子能譜分析(XPS)、X射線(xiàn)衍射儀(XRD)、飛行時(shí)間二次離子質(zhì)譜分析(TOF-SIMS)

熱分析：差示掃描量熱法(DSC)、熱機(jī)械分析(TMA)、熱重分析(TGA)、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析(DMA)、導(dǎo)熱系數(shù)(穩(wěn)態(tài)熱流法、激光散射法)

裂解分析：裂解氣相色譜-質(zhì)譜法、凝膠滲透色譜分析(GPC)、熔融指數(shù)測(cè)試(MFR)

斷口分析：掃描電子顯微鏡(SEM)，X射線(xiàn)能譜儀(EDS)等。

物理性能分析：硬度計(jì)，拉伸試驗(yàn)機(jī)， 萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等。

復(fù)合材料失效分析

復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料組合而成。具有比強(qiáng)度高，優(yōu)良的韌性，良好的環(huán)境抗力等優(yōu)點(diǎn)，因此在實(shí)際生產(chǎn)中得以廣泛應(yīng)用。

失效模式：斷裂，變色失效，腐蝕，機(jī)械性能不足等。

常用手段

無(wú)損檢測(cè)：射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)( X 射線(xiàn)、γ 射線(xiàn)、中子射線(xiàn)等)，工業(yè)CT，康普頓背散射成像(CST)技術(shù)，超聲檢測(cè)技術(shù)(穿透法、脈沖反射法、串列法)，紅外熱波檢測(cè)技術(shù)，聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)，渦流檢測(cè)技術(shù)，微波檢測(cè)技術(shù)，激光全息檢驗(yàn)法等。

成分分析：X射線(xiàn)熒光光譜分析(XRF)等，參見(jiàn)高分子材料失效分析中成分分析。

熱分析：重分析法(TG)、差示掃描量熱法(DSC)、靜態(tài)熱機(jī)械分析法(TMA)、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析(DMTA)、動(dòng)態(tài)介電分析(DETA)

破壞性實(shí)驗(yàn)：切片分析(金相切片、聚焦離子束(FIB)制樣、離子研磨(CP)制樣)

涂層/鍍層失效分析

失效模式：分層，開(kāi)裂，腐蝕，起泡，涂/鍍層脫落，變色失效等。

常用手段

成分分析：參見(jiàn)高分子材料失效分析

熱分析：參見(jiàn)高分子材料失效分析

斷口分析：體式顯微鏡(OM)、掃描電鏡分析(SEM)

物理性能：拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等。

模擬試驗(yàn)(必要時(shí))在同樣工況下進(jìn)行試驗(yàn)，或者在模擬工況下進(jìn)行試驗(yàn)。

總結(jié)：

失效分析是經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)的結(jié)合，失效分析工程師就如醫(yī)生，工藝設(shè)計(jì)之初要有預(yù)防對(duì)策;產(chǎn)品生產(chǎn)后，進(jìn)行體檢，找出其中的隱患，給出預(yù)防辦法去防止;失效發(fā)生后通過(guò)各種手段查找病因：驗(yàn)血，照X光，做B超等，根據(jù)檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析是什么癥狀并對(duì)癥下藥，給出補(bǔ)救辦法。

目前國(guó)內(nèi)這方面做得比較欠缺，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、失效，各做各的。實(shí)際上，失效分析應(yīng)該參與到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作，這樣才能從根本上避免產(chǎn)品失效。