深圳3C|CE认证机构|材料检测|失效分析|可靠性测试服务公司

深圳市华瑞测技术有限公司成立于深圳特区，简称(Citek)，是一家从事工业产品及消费用品安全（Safety），电磁兼容（EMC），物理性能和化学成分检测、鉴定、认证与技术咨询的第三方实验室。Citek实行化管理、商业化服务、国际化发展、重点开展工业消费产品及环境中有害化学物质和未知成分测试、认证、检验鉴定服务；并与国内外科研机构保持着紧密的合作。

一、材料检测

材料检测是对材料的各种性能进行测试和评估的过程，旨在确定材料是否符合特定的要求或标准。

（一）材料检测的常见方法

· 化学分析：通过检测材料成分的变化来揭示失效的原因。常用的化学分析方法包括光谱分析（如光电子能谱、X射线光电子能谱等）和质谱分析。通过比较失效部件与正常部件的成分差异，可以确定是否存在元素含量异常或者污染物的存在。

· 力学性能测试：评估材料的强度、硬度、韧性等机械性能。这些测试可以通过拉伸、压缩、弯曲等方式进行。失效的材料通常会表现出与正常材料不同的力学性能，例如强度下降、脆性增加等。

· 热分析：通过对材料在不同温度下的热响应进行观察，揭示材料的热性能、热稳定性等信息。热分析方法包括差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA)等。热分析可以检测材料的热分解、热失稳等问题，从而帮助判断材料的稳定性。

· 电子显微镜观察：可以以更高的分辨率观察材料的微观结构，有助于发现材料中的缺陷、裂纹等问题，从而分析材料失效的原因。

二、失效分析

失效分析是对失效产品进行分析，以确定其失效原因、失效模式和失效机理的过程。

（一）失效分析的目的

· 找出引起产品失效的内在原因（即失效机理）及产品的薄弱环节，从而可以采取相应的措施来提高产品的可靠性水平。

· 通过对失效产品所进行的分析，为改进产品设计、制造工艺、材料选择等提供依据，防止类似失效再次发生。

（二）失效分析的流程

1. 收集信息

· 收集与失效产品相关的各种信息，包括产品的设计图纸、制造工艺、使用环境、使用历史等。

2. 外观检查

· 对失效产品的外观进行仔细检查，观察是否有明显的损伤、变形、腐蚀等迹象。

3. 无损检测

· 采用无损检测方法（如超声检测、射线检测等）对产品内部进行检测，查找可能存在的缺陷。

4. 破坏性检测（如有必要）

· 对失效产品进行切割、研磨等破坏性操作，以便进行更深入的微观结构分析、化学分析等。

5. 分析数据并确定失效原因

· 综合各种检测结果，分析数据，确定产品的失效模式（如断裂、磨损、腐蚀等）和失效机理（如应力集中、材料老化、化学腐蚀等）。

三、可靠性测试

（一）可靠性测试的定义

为了测定、验证或提高产品可靠性而进行的试验称为可靠性试验，它是产品可靠性工作的一个重要环节。

（二）可靠性测试的目的

1. 研制阶段

· 在研制阶段使产品达到预定的可靠性指标。通过对样品进行可靠性试验，找出产品在原材料、结构、工艺、环境适应性等方面所存在的问题并加以改进，经过反复试验与改进，不断提高产品的各项可靠性指标，达到预定的要求。

2. 产品研制定型时

· 进行可靠性鉴定。新产品研制定型时，要根据产品标准（或产品技术条件）进行鉴定试验，以便全面考核产品是否达到规定的可靠性指标。

3. 生产过程中

· 控制产品的质量。对每个产品按产品技术条件规定的项目进行可靠性试验，了解产品质量的稳定程度。若产品质量下降（如因原材料质量较差或工艺流程失控等原因），在可靠性试验中就能反映出来，从而可及时采取纠正措施使产品质量恢复正常。

4. 提高整批产品可靠性水平

· 对产品进行筛选以提高整批产品的可靠性水平。通过筛选剔除因各种原因（如原材料有缺陷、工艺措施不当、操作人员疏忽、生产设备发生故障和质量检验不严格等）造成的早期失效的产品。

5. 研究失效机理

· 通过可靠性试验（包括模拟试验和现场使用试验）了解产品在不同环境及不同应力条件下的失效模式与失效规律。通过对失效产品的分析找出引起产品失效的内在原因（即失效机理）及产品的薄弱环节，从而采取相应措施提高产品的可靠性水平。

（三）可靠性测试的类型（以电子产品为例）

1. 按环境条件划分

· 可分为包括各种应力条件下的模拟试验和现场试验。

2. 按试验项目划分

· 可分为环境试验、寿命试验、加速试验和各种特殊试验。

3. 按试验目的划分

· 可分为筛选试验、鉴定试验和验收试验。

4. 按试验性质划分

· 可分为破坏性试验和非破坏性试验。

通常把电子产品的可靠性试验归纳为五大类：环境试验、寿命试验、筛选试验、现场使用试验、鉴定试验。

· 环境试验：考核产品在各种环境（振动、冲击、离心、温度、热冲击、潮热、盐雾、低气压等）条件下的适应能力，是评价产品可靠性的重要试验方法之一。

· 寿命试验：研究产品寿命特征的方法，可在实验室模拟各种使用条件来进行。是可靠性试验中重要基本的项目之一，将产品放在特定的试验条件下考察其失效（损坏）随时间变化规律。通过寿命试验，可以了解产品的寿命特征、失效规律、失效率、平均寿命以及在寿命试验过程中可能出现的各种失效模式。如结合失效分析，可进一步弄清导致产品失效的主要失效机理，作为可靠性设计、可靠性预测、改进新产品质量和确定合理的筛选、例行（批量保证）试验条件等的依据。若为了缩短试验时间可在不改变失效机理的条件下用加大应力的方法进行试验（加速寿命试验）。通过寿命试验可以对产品的可靠性水平进行评价，并通过质量反馈来提高新产品可靠性水平。

· 筛选试验：是一种对产品进行全数检验的非破坏性试验。目的是为选择具有一定特性的产品或剔早期失效的产品，以提高产品的使用可靠性。产品在制造过程中，由于材料的缺陷，或由于工艺失控，使部分产品出现所谓早期缺陷或故障，这些缺陷或故障若能及早剔除，就可以保证在实际使用时产品的可靠性水平。其特点是：这种试验不是抽样的而是00%试验；该试验可以提高合格品的总的可靠性水平，但不能提高产品的固有可靠性，即不能提高每个产品的寿命；不能简单地以筛选淘汰率的高低来评价筛选效果。通常以筛选淘汰率Q和筛选效果β值来评价筛选方法的优劣。合理的筛选方法应该是β值较大，而Q值适中。

· 现场使用试验：与上述各种试验不同，因为它是在使用现场进行，故能真实地反映产品的可靠性问题，所获得的数据对于产品的可靠性预测、设计和保证有很高价值。

· 鉴定试验：用于对定型产品进行可靠性鉴定或验收，确定产品是否达到规定的可靠性指标。

在复合材料方面，可靠性测试内容如下：

· 静态负载测试：通过在复合材料上施加静态负载来测量其强度和刚度。这种测试可以模拟实际应用中的静态负载情况。

· 动态负载测试：通过在复合材料上施加动态负载来测量其疲劳寿命和耐久性。这种测试可以模拟实际应用中的振动和冲击情况。

· 环境测试：通过在不同的环境条件下测试复合材料的性能，例如温度、湿度和腐蚀等。这种测试可以模拟实际应用中的环境条件。

· 破坏分析：通过对已经失效的复合材料进行分析，了解失效原因和失效机制。这种测试可以帮助改进设计和制造过程，以提高复合材料的可靠性。