磁性元件的失效機理與分析
發布時間:2015/7/1 19:53:37 訪問次數:1158
如前所述, HEF4082BT磁性元件的主要材料是鐵氧體材料。一般情況下,磁性元件不會發生突然燒壞,因此,它不存在突發故障,主要是由于電氣參數和性能指標變壞,從而導致產品失效。而性能的變壞與其化學組成、微觀結構(晶粒結構和組織狀況)、制備工藝等因素有密切關系。表5. 10列出了常用的鐵氧體的晶格類型。
表5 10不同結構類型的鐵氧體
由于鐵氧體材料和器件種類很多,現僅對使用較多的軟磁鐵氧體的失效分析做一介紹。軟磁鐵氧體的主要性能指標有:磁導率、損耗角正切、品質因素、工作頻率范圍及頗率不穩定系數、工作溫度范圍及溫度不穩定系數。此外,還有居里點、電阻率等。其失效主要是由于電磁參數隨時間變化而發生物理化學過程的結果。目前,已知導致鐵氧體老化引起性能變化有以下三種過程。
1)鐵氧體陽離子價態的變化而引起的老化。
2)鐵氧體品格中陽離子分布的改變而引起的老化。
3)固溶體分解和熱起伏引起昀擴散而導致的老化。
這三種過程都可受溫度、潮濕、磁場、機械負荷、電離輻射等各種因素的影響,而以溫度影響最顯著且最普遍。在居里溫度下,隨著溫度升高,軟磁鐵氧體磁導率隨時間的變化加快,磁導率的變化在宏觀上表現為軟磁材料的電感量的下降(常作為電感性元件)。而磁導率的變化有不可逆部分(即老化)和可逆部分(即減落)組成。
如前所述, HEF4082BT磁性元件的主要材料是鐵氧體材料。一般情況下,磁性元件不會發生突然燒壞,因此,它不存在突發故障,主要是由于電氣參數和性能指標變壞,從而導致產品失效。而性能的變壞與其化學組成、微觀結構(晶粒結構和組織狀況)、制備工藝等因素有密切關系。表5. 10列出了常用的鐵氧體的晶格類型。
表5 10不同結構類型的鐵氧體
由于鐵氧體材料和器件種類很多,現僅對使用較多的軟磁鐵氧體的失效分析做一介紹。軟磁鐵氧體的主要性能指標有:磁導率、損耗角正切、品質因素、工作頻率范圍及頗率不穩定系數、工作溫度范圍及溫度不穩定系數。此外,還有居里點、電阻率等。其失效主要是由于電磁參數隨時間變化而發生物理化學過程的結果。目前,已知導致鐵氧體老化引起性能變化有以下三種過程。
1)鐵氧體陽離子價態的變化而引起的老化。
2)鐵氧體品格中陽離子分布的改變而引起的老化。
3)固溶體分解和熱起伏引起昀擴散而導致的老化。
這三種過程都可受溫度、潮濕、磁場、機械負荷、電離輻射等各種因素的影響,而以溫度影響最顯著且最普遍。在居里溫度下,隨著溫度升高,軟磁鐵氧體磁導率隨時間的變化加快,磁導率的變化在宏觀上表現為軟磁材料的電感量的下降(常作為電感性元件)。而磁導率的變化有不可逆部分(即老化)和可逆部分(即減落)組成。