加速試驗模型如何用,激活能Ea怎么選
2024-11-25 11:50:47

       驗證一個產(chǎn)品的工作壽命最直接的方法就是直接模擬它實際受到的工作環(huán)境,觀察它正常工作的時間,例如一個電子器件在85℃工作100小時,那么在試驗時就只要將器件放置在85℃的環(huán)境中觀察它正常工作的時間,如果超過100h,那么器件合格,同時在85℃下器件從開始工作到不能正常工作的時間就是它的壽命。目前,我們的電子設備工作壽命都比較長,通過超過1000小時甚至于幾十萬小時,如果,花費很長時間去驗證,試驗成本是非常巨大的,尤其對于需要找第三方機構(gòu)去進行驗證,測試費用相對昂貴,可能實際電子產(chǎn)品的售價都較低,花費幾十萬成本去測試,顯得無法實施。這個時候,采用加速試驗的方法,就相當有必要了,可以使用加速壽命試驗來解決壽命試驗時間過長的問題;可以使用壽命加速模型來評估器件的壽命。
       加速壽命試驗就是通過增加器件的試驗應力來縮短試驗時間,例如驗證器件在25℃下能否工作10000h,可以通過將試驗溫度提高到150℃,這樣試驗所需要持續(xù)的時間就會縮短。

       阿倫尼斯模型適用于單純考慮熱效應試驗的加速模型,當溫度是影響產(chǎn)品老化及使用壽命的絕對因素時,采用該加速模型來模擬整個壽命周期的可靠性表現(xiàn)。

【加速因子公式表達】

AT,i:加速因子,在所有的加速模型中都是表達一個含義,也就相當于加速系數(shù),計算出他就能將整個壽命周期時間轉(zhuǎn)換成加速試驗的時間;
Ea:是析出故障的耗費能量,又稱激活能。不同產(chǎn)品的激活能是不一樣的。一般來說,激活能的值在0.3ev~1.2ev之間;
K:是玻爾茲曼常數(shù),其值為8.617385×10-5 ev/K;
Ttest:測試條件下(加速狀態(tài)下)的溫度值。此處的溫度值是絕對溫度值,以K(開爾文)作單位;
Tfield:是使用條件下(非加速狀態(tài)下)的溫度值。此處的溫度值是絕對溫度值,以K(開爾文)作單位
       從公式中可以看出,激活能越大,加速系數(shù)也越大,越容易被加速失效,加速試驗效果越明顯。如果,在激活能確定的情況下,溫度差越大,加速系數(shù)也越大。
       但是,這里要特別注意,執(zhí)行加速測試的前提時,增加應力產(chǎn)生相同的失效模式,如果加速應力超出產(chǎn)品、材料本身的極限溫度范圍,可以產(chǎn)生的新的失效模式,那么加速試驗得到的加速系數(shù)也就沒有意義了。

激活能Ea及失效模式:

       對于消費電子產(chǎn)品激活能Ea:推薦的取值范圍為0.5-0.8,建議取0.6或者0.7,基本思路就是溫度上升10度,壽命降低一半,0.65算出來最接近,但是工程師通常取整,所以0.7出現(xiàn)的更多一些。
       對于汽車產(chǎn)品激活能Ea:汽車產(chǎn)品的安全性要求很高,所以通常都相對保守,一般取值為0.4-0.5,具體看企業(yè)的策略吧。

       阿倫尼斯Arrhenius模型僅適用于單一高溫應力的加速試驗,對于其他多應力的加速,需要采用其他加速模型進行。

 

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