材料失效的分析方法

㈠ 材料失效分析的原因有哪些

材料失效分析的原因：

材料都具有一定的功能，如傳力、承受某種載荷等。當機械零件喪失它應有的功能後，則稱該零件失效。

造成失效的原因有很多，如斷裂、變形、表面磨損等。正確的失效分析是解決零件失效、提高承載能力的基本環節。失效規律及機理是材料強度研究的基礎，從材料角度研究失效原因，進而找到防止失效的有效途徑。

失效模式：

爆板、分層、短路、起泡，焊接不良，腐蝕遷移等。

常用手段

• 無損檢測：

外觀檢查，X射線透視檢測，三維CT檢測，C-SAM檢測，紅外熱成像

• 表面元素分析：

掃描電鏡及能譜分析(SEM/EDS)

顯微紅外分析(FTIR)

俄歇電子能譜分析(AES)

X射線光電子能譜分析(XPS)

二次離子質譜分析(TOF-SIMS)

• 熱分析：

差示掃描量熱法(DSC)

熱機械分析(TMA)

熱重分析(TGA)

動態熱機械分析(DMA)

導熱系數(穩態熱流法、激光散射法)

• 電性能測試：

擊穿電壓、耐電壓、介電常數、電遷移

• 破壞性能測試：

染色及滲透檢測

㈡ 如何對材料失效分析

失效主要是在產品的製造、試驗、運輸、存儲和使用等過程中發生的。
863檢測
深圳市材料表面分析檢測中心

㈢ 失效分析的步驟有哪些

失效分析方法與步驟
1.背景資料的收集和分析樣品的選擇
2.失效零件的初步檢查（肉眼檢查及記錄）
3.無損檢測
4.機械性能檢測
5.所有試樣的選擇、鑒定、保存以及清洗
6.宏觀檢驗和分析（斷裂表面、二次裂紋以及其他的表面現象）
7.微觀檢驗和分析
8.金相剖面的選擇和准備
9.金相剖面的檢驗和分析
10.失效機理的判定
11.化學分析（大面積、局部、表面腐蝕產物、沉積物或塗層以及微量樣品的分析）
12.斷裂機理的分析
13.模擬試驗（特殊試驗）
14.分析全部事實，提出結論，書寫報告（包括建議在內）
以上是失效分析的全部過程，當然具體到某個失效零件，不一定都要這些過程，要根據失效零件的復雜程度，具體分析。問一下英格爾檢測公司這樣的第三方檢測機構怎麼做

㈣ 材料失效分析有什麼無損檢測方法

損傷程度大致從小到大排列
1）顯微鏡觀察，這個絕對沒有損傷。
2）CT掃描
3）Xray，X光照像，一般不是特別敏感X光的材料，不會有損傷。
4）超聲掃描，要求材料是平整的才可以，對振動敏感的材料可能不適合。
5）IV曲線測試，要注意加的電壓電流不能太大，否則可能引起電應力損傷。

㈤ 工程材料的失效分析

材料失肆世效有很多表現形式，例如：
金屬/非金屬斷口形貌分析；
機械零部件斷裂根因分析；
變色/色差根因分析；
表面處理異常分析；

變形/配合不良根因分析；
污染物/夾雜物等異物分析；
龜裂/老化/脆化根因分析；
各類腐蝕不良分析；
焊接不良失效分析；

在帆泰檢測，我們做材料分析用到的設備有：掃描電鏡和能譜SEM/EDS，傅里葉變換紅外顯微鏡FT-IR，激光拉曼光譜儀，透射電鏡TEM，裂枯肢光學顯微鏡OM，俄歇電子譜儀Auger，二次離子質譜SIMS，X射線光電子能譜儀XPS，X射線衍射儀XRD，示差掃描量熱儀DSC，示差熱分析儀DTA，動態熱機械分析儀DMA，熱重分析儀敗滲TGA，氣質聯用儀GC-MS，液相質譜LC-MS，高效液相色譜HPLC，電感耦合等離子光譜儀ICP-OES，電感耦合等離子質譜儀ICP-MS，紫外可見分光光度計UV-VIS，碳硫分析儀，氮氧分析儀，熔融指數測試儀，萬能材料試驗機，精密荷重機，沖擊試驗機，布/洛/維氏硬度計等。

但是，失效分析是門技術，設備再強大再精密，也離不開人的判斷和分析，經驗很重要。

㈥ 失效分析的系統方法

失效分析的系統方法：在設計生產使用各環節都有可能出現失效，失效分析伴隨產品全流程。
一、C-SAM（超聲波掃描顯微鏡)，屬於無損檢查:
檢測內容包含：
1.材料內部的晶格結構、雜質顆粒、夾雜物、沉澱物
2.內部裂紋
3.分層缺陷
4.空洞、氣泡、空隙等。
二、 X－Ray（X光檢測），屬於無損檢查:
X-Ray是利用陰極射線管產生高能量電子與金屬靶撞擊，在撞擊過程中，因電子突然減速，其損失的動能會以X-Ray形式放出。而對於樣品無法以外觀方式觀測的位置，利用X-Ray穿透不同密度物質後其光強度的變化，產生的對比效果可形成影像，即可顯示出待測物的內部結構，進而可在不破壞待測物的情況下觀察待測物內部有問題的區域。
檢測內容包含：
1.觀測DIP、SOP、QFP、QFN、BGA、Flipchip等不同封裝的半導體、電阻、電容等電子元器件以及小型PCB印刷電路板
2.觀測器件內部晶元大小、數量、疊die、綁線情況
3.觀測晶元crack、點膠不均、斷線、搭線、內部氣泡等封裝缺陷，以及焊錫球冷焊、虛焊等焊接缺陷
三、SEM掃描電鏡/EDX能量彌散X光儀（材料結構分析/缺陷觀察，元素組成常規微區分析，精確測量元器件尺寸）,
SEM/EDX（形貌觀測、成分分析）掃描電鏡（SEM）可直接利用樣品表面材料的物質性能進行微觀成像。EDX是藉助於分析試樣發出的元素特徵X射線波長和強度實現的，根據不同元素特徵X射線波長的不同來測定試樣所含的元素。通過對比不同元素譜線的強度可以測定試樣中元素的含量。通常EDX結合電子顯微鏡（SEM）使用，可以對樣品進行微區成分分析。
檢測內容包含：
1.材料表面形貌分析，微區形貌觀察
2.材料形狀、大小、表面、斷面、粒徑分布分析
3.薄膜樣品表面形貌觀察、薄膜粗糙度及膜厚分析
4.納米尺寸量測及標示
5.微區成分定性及定量分析
四、EMMI微光顯微鏡。對於故障分析而言，微光顯微鏡（Emission Microscope, EMMI）是一種相當有用且效率極高的分析工具。主要偵測IC內部所放出光子。在IC元件中，EHP（Electron Hole Pairs）Recombination會放出光子（Photon）。如在P-N結加偏壓，此時N阱的電子很容易擴散到P阱，而P的空穴也容易擴散至N，然後與P端的空穴（或N端的電子）做EHP Recombination。

㈦ 材料疲勞失效分析的實驗方法有哪些

6.疲勞實驗方法及疲勞曲線：
原理：用小試樣模擬實際機件的應力情況，在疲勞試 驗機上系統測量材料的疲勞曲線，從而建立疲勞極 限和疲勞應力判據。
試驗設備：最常用的旋轉彎曲疲勞試驗機 將相同尺寸的疲勞試樣，從0.67σ 范圍內選擇幾個不同的最大循環應力σ 別對每個試樣進行循環載入試驗，測定它們從載入開始到試樣斷裂所經歷的應力循環次數N ，然後將試驗數據繪製成σmax －N曲線或 max-lgN曲線，即疲勞曲線。
二、疲勞試樣 適用於旋轉彎曲疲勞試驗機上的光滑試樣其尺寸形狀如圖所示，其直徑d可為6mm、7.5mm、 9.5mm。
三、試驗程序 將試樣裝入試驗機，牢固夾緊並使其與試驗機主軸保持良好同軸。 旋轉時，試樣自由端上測得的徑向跳動量應不大於0.03mm。空載運轉，在主軸筒加力部位測得 徑向跳動量不應大於0.06mm。加力前必須檢定 上述值。裝樣時切忌接觸試驗部分表面。 試驗速度范圍900～10000r/min。同一批試驗的試驗速度應相同。不得採用引起試樣共振的試驗 速度。
三、試驗程序 試驗一直進行到試樣失效或達到規定循環次數時終止，試驗原則上不得中斷。 試樣失效標准為肉眼所見疲勞裂紋或完全斷裂。試樣失效如發生在最大應力部位之外，或斷口有 明顯缺陷或中途停試發生異常數據，則試驗結果 無效。
四、測定條件疲勞極限 應力增量一般為預計條件疲勞極限σ-1 的3％～5％。 試驗應在3～5級的應力水平下進行，第一根試樣的應力水平應略高於預計的條件疲勞極限。根據上根 試樣的試驗結果是破壞還是通過，即試樣在未達到 指定壽命10 周次之前破壞或通過，決定下一根試樣的應力降低或升高，直到完成全部試驗。

㈧ 失效分析的步驟有哪些

一、事故調查
1.現場調查
2.失效件的收集
3.走訪當事人和目擊者
二、資料搜集
1.設計資料：機械設計資料，零件圖
2.材料資料：原材料檢測記錄
3.工藝資料：加工工藝流程卡、裝配圖
4.使用資料：維修記錄，使用記錄等
三、失效分析工作流程
1.失效機械的結構分析
失效件與相關件的相互關系，載荷形式、受力方向的初步確定
2.失效件的粗視分析
用眼睛或者放大鏡觀察失效零件，粗略判斷失效類型（性質）。
3.失效件的微觀分析
用金相顯微鏡、電子顯微鏡觀察失效零件的微觀形貌，分析失效類型（性質）和原因。
4.失效件材料的成分分析
用光譜儀、能譜儀等現代分析儀器，測定失效件材料的化學成分。
5.失效件材料的力學性能檢測
用拉伸試驗機、彎曲試驗機、沖擊試驗機、硬度試驗機等測定材料的抗拉強度、彎曲強度、沖擊韌度、硬度等力學性能。
6.應力測試、測定：用x光應力測定儀測定應力
用x光應力測定儀測定應力
7.失效件材料的組成相分析
用x光結構分析儀分析失效件材料的組成相。
8.模擬試驗（必要時）
在同樣工況下進行試驗，或者在模擬工況下進行試驗。
四、分析結果提交
1.提出失效性質、失效原因
2.提出預防措施（建議）
3.提交失效分析報告

㈨ 失效分析是什麼

失效分析是指通過對失效金屬構件的設計、製造及使用調查、受力分析、宏觀分族正析、形貌分析、微觀分析、材質檢測、金相檢測、化學成分分析、力學性能測定、必要時的模擬試驗等手段，判斷失效模式，確定失效原因，提出預防措施的技術活動和管理活動。

失效分析的意義主要有：

1、保證產品產品質量

減少和預防同類機械零件的失效現象重復發生巧纖，保障產品質量，提高產品競爭力。

2、分析失效原因

分析機械零件失效原因，為事故責任認定、偵破刑事犯罪案件、裁定賠償責任、保險業務、修改產品質量標准等提供科學依據。

3、增加技兆寬悔術含量

為企業技術開發、技術改造提供信息，增加企業產品技術含量，從而獲得更大的經濟效益。

失效分析的步驟：

通過對失效金屬構件的設計、製造及使用調查、受力分析、宏觀分析、形貌分析、微觀分析、材質檢測、金相檢測、化學成分分析、力學性能測定、必要時的模擬試驗等手段，確定失效原因，提出預防建議。

金屬失效分析