作者: 深圳市昂洋科技有限公司發表時間:2024-07-16 13:58:17瀏覽量:206【小中大】
國巨陶瓷電容失效的原因可能涉及多個方面,這些原因可以歸結為內部因素和外部因素兩大類。以下是對這些原因的詳細分析:
一、內部因素
1、內電場效應:
陶瓷電容器內部存在電場分布,當電壓施加在電容器上時,電場會影響材料的結構和性能。長期作用下,電場會導致電容器內部電介質的極化效應,從而增加介質的損耗,減少電容器的絕緣阻值,甚至會導致短路。
晶粒之間的電子遷移也會加劇電容器的失效。
2、介質老化:
陶瓷電容器材料如Z5U、X5R、X7R等在使用過程中會隨著溫度的變化而發生相變,導致晶體結構的變化,從而影響電容器的性能。
介質中的添加劑會隨著時間的推移被耗盡,導致電容器的絕緣性能下降,損耗增加。
3、材料不均勻性:
陶瓷電容器的制造過程中難以保證材料的均勻性,導致不同位置的電容器性能差異。例如,陶瓷材料中的含雜物、孔隙、晶體取向等不均勻因素會導致電容器的電容值、損耗因子等性能參數不一致。
材料的機械強度也會對電容器的壓力性能產生影響,不均勻的材料容易引起電容器的破損。
4、電極與材料的界面反應:
陶瓷電容器的電極主要由金屬材料組成,如銀、鎳等。在使用過程中,電容器的電壓、電流等參數會引起電極與材料之間的化學反應,這些反應會改變電極-材料界面的性質,例如增加界面的接觸電阻、降低電容器的絕緣性能等。
銀離子遷移是一個特別顯著的問題,它會導致電容器內部的漏電流增加,甚至引發短路。
二、外部因素
1、電壓超載:
在電容器所能承受的電壓范圍之外工作,會導致電容器內部結構損壞,例如介質擊穿等情況。
2、環境因素:
高溫、高濕環境會加速電容器的老化和失效。濕度過高時,水膜會凝結在陶瓷電容外殼表面,降低電容器的表面絕緣電阻;濕氣還會滲入半密封電容中的電容介質,降低電容介質的絕緣電阻和絕緣能力。
高溫條件下,水分子在電場作用下電解為氫離子和氫氧根離子,導致銀電極發生氧化反應,銀離子遷移加劇,最終可能導致電容器擊穿。
3、外力作用:
電容器經常受到外界的機械沖擊、振動、壓力或彎曲等力量的作用,導致其內部結構損壞,失效。
4、設計缺陷:
一些電容器設計存在缺陷,導致在特定的工作條件下容易失效。
綜上所述,國巨陶瓷電容失效的原因是多方面的,包括內部因素如內電場效應、介質老化、材料不均勻性和電極與材料的界面反應,以及外部因素如電壓超載、環境因素、外力作用和設計缺陷等。為了減少電容器的失效,需要從材料選擇、制造工藝、工作環境設計等多個方面進行綜合考量和優化。