开展失效分析的意义

失效分析对产品的生产和使用都具有重要的意义，失效可能发生在产品寿命周期的各个阶段，发生在产品研制阶段、生产阶段到使用阶段的各个环节，通过分析工艺废次品、早期失效、试验失效、中试失效以及现场失效的失效产品明确失效模式、分析失效机理，最终明确失效原因。

失效分析流程

（1）失效背景调查：产品失效现象，失效环境，失效阶段（设计调试、中试、早期失效、中期失效等等），失效比例，失效历史数据。

（2）非破坏分析：X射线透视检查、超声扫描检查、电性能测试、形貌检查、局部成分分析等。

（3）破坏性分析：开封检查、剖面分析、探针测试、聚焦离子束分析、热性能测试、体成分测试、机械性能测试等。

（4）使用条件分析：结构分析、力学分析、热学分析、环境条件、约束条件等综合分析。

（5）模拟验证实验：根据分析所得失效机理设计模拟实验，对失效机理进行验证。

注：失效发生时的现场和样品务必进行细致保护，避免力、热、电等方面因素的二次伤害。[查看详情]

主要失效模式（但不限于）

开路、短路、烧毁、漏电、功能失效、电参数漂移、非稳定失效等

常用失效分析技术手段

电测：

连接性测试、电参数测试、功能测试

制样技术:

开封技术（机械开封、化学开封、激光开封）、去钝化层技术（化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层）、微区分析技术（FIB、CP）

失效定位技术：

显微红外热像技术(热点和温度绘图)、液晶热点检测技术、光发射显微分析技术(EMMI)

表面元素分析：

扫描电镜及能谱分析（SEM/EDS）、俄歇电子能谱分析（AES）、X射线光电子能谱分析（XPS）、二次离子质谱分析（SIMS）

显微形貌像技术：

光学显微分析技术、（NMR）、扫描电子显微镜二次电子像技术

无损分析技术：

X射线透视技术、三维透视技术、反射式扫描声学显微技术（C-SAM）[查看详情]

主要针对失效模式（但不限于）

开裂、腐蚀、爆板分层、开路（线路、孔）、变色失效等。

常用失效分析技术手段

无损检测：

X-Ray透视检查、三维CT检查、C-SAM检查

材料成分分析方面：

傅立叶变换显微红外光谱分析（FTIR）、显微共焦拉曼光谱仪（Raman）、扫描电镜及能谱分析（SEM/EDS） 、X射线荧光光谱分析（XRF）、气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）、裂解气相色谱-质谱联用（PGC-MS）、 核磁共振分析（NMR）、俄歇电子能谱分析（AES）、X射线光电子能谱分析（XPS） 、X射线衍射仪（XRD） 、飞行时间二次离子质谱分析（TOF-SIMS）

材料热分析方面：

差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TGA）、热机械分析（TMA）、动态热机械分析（DMA）

材料电性能方面：

击穿电压、耐电压、介电常数、电迁移等。

材料物理性能测试：

拉伸强度、弯曲强度等

破坏性试验方面：

染色及渗透检测、切片分析：金相切片、聚焦离子束（FIB）制样、离子研磨（CP）制样。 [查看详情]

失效分析常用手段

断口分析：

光学形貌分析、显微形貌分析

成分分析：

40Cr钢：回火S+部分T+条状及网状F，根据GB/T 13320评级为5.5级。并且受带状组织的影响，组织具有不均匀性。

锌铝合金过时效：析出相增多，形状改变，颗粒聚集，并变得粗大。

成分分析：

SEM/EDS、ICP-OES、XRF、火花直读光谱

物相分析-XRD 残余应力分析 现场工艺及使用环境的考察验证 机械性能分析（硬度、拉伸性能、冲击性能、弯曲性能、硬度等）

失效常见类型

• 设计不当引起的失效（结构设计不合理、设计硬度不足、选材不当、材料状态要求不合理）；
• 材料缺陷引发的失效（疏松、偏析、皮下气泡、缩孔、非金属夹杂、白点、异金属夹杂、表面腐蚀等）；
• 铸造缺陷引发的失效（缩孔与疏松、白口与反白口、球墨铸铁球化不良、夹渣、偏析碳化物、铸造裂纹、石墨漂浮等）；
• 锻造缺陷引发的失效（过热与过烧、锻造裂纹、热脆与铜脆、锻造折叠、高温氧化、退火不充分、锻造白点、锻造流线缺陷等）；
• 焊接缺陷引发的失效（焊接裂纹、未焊透与未熔合、焊接预热不当、夹渣与气孔、晶间腐蚀、应力腐蚀）；
• 热处理缺陷引发的失效（淬火裂纹、表面脱碳、渗碳/氮缺陷、回火裂纹等）；
• 冷加工成型缺陷引发的失效（磨削缺陷、切削缺陷、冷镦缺陷、冲/挤/拉伸成形缺陷等）。 [查看详情]