陶瓷電容器失效分析
對于陶瓷電容器失效，原因分析有幾下幾種
一：潮濕對電參數(shù)惡化的影響
空氣中濕度過高時，水膜凝聚在電容器外殼表面，可使電容器的表面絕緣電阻下降。此外，對于半密封結(jié)構(gòu)電容器來說，水分還可滲透到電容器介質(zhì)內(nèi)部，使電容器介質(zhì)的絕緣電阻絕緣能力下降。因此，高溫、高濕環(huán)境對電容器參數(shù)惡化的影響極為顯著。經(jīng)烘干去濕后電容器的電性能可獲改善，但是水分子電解的后果是無法根除的。例如，電容器的工作于高溫條件下，水分子在電場作用下電解為氫離子（H+）和氫氧根離子（OH-），引線根部產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。即使烘干去濕，也不可能使引線復(fù)原。
二：銀離子遷移的后果
無機(jī)介質(zhì)電容器多半采用銀電極，半密封電容器在高溫條件下工作時，滲入電容器內(nèi)部的水分子產(chǎn)生電解。在陽極產(chǎn)生氧化反應(yīng)，銀離子與氫氧根離子結(jié)合生產(chǎn)氫氧化銀；在陰極產(chǎn)生還原反應(yīng)，氫氧化銀與氫離子反應(yīng)生成銀和水。由于電極反應(yīng)，陽極的銀離子不斷向陰極還原成不連續(xù)金屬銀粒，靠水膜連接成樹狀向陽極延伸。銀離子遷移不僅發(fā)生在無機(jī)介質(zhì)表面，還能擴(kuò)散到無機(jī)介質(zhì)內(nèi)部，引起漏電流增大，嚴(yán)重時可使用兩個銀電極之間完全短路，導(dǎo)致電容器擊穿。
離子遷移可嚴(yán)重破壞正電極表面銀層，引線焊點與電極表面銀層之間，間隔著具有半導(dǎo)體性質(zhì)的氧化銀，使無介質(zhì)電容器的等效串聯(lián)電阻增大，金屬部分損耗增加，電容器的損耗角正切值顯著上升。
由于正電極有效面積減小，電容器的電容量會因此而下降。表面絕緣電阻則因無機(jī)介質(zhì)電容器兩電極間介質(zhì)表面上存在氧化銀半導(dǎo)體而降低。銀離子遷移嚴(yán)重時，兩電極間搭起樹枝狀的銀橋，使電容器的絕緣電阻大幅度下降。
綜上所述，銀離子遷移不僅會使非密封無機(jī)介質(zhì)電容器電性能惡化，而且可能引起介質(zhì)擊穿場強(qiáng)下降，最后導(dǎo)致電容器擊穿。
三：高溫條件下陶瓷電容器擊穿機(jī)理
半密封陶瓷電容器在高濕度環(huán)境條件下工作時，發(fā)生擊穿失效是比較普遍的嚴(yán)重問題。所發(fā)生的擊穿現(xiàn)象大約可以分為介質(zhì)擊穿和表面極間飛弧擊穿兩類。介質(zhì)擊穿按發(fā)生時間的早晚又可分為早期擊穿與老化擊穿兩種，早期擊穿暴露了電容介質(zhì)材料與生產(chǎn)工藝方面存在的缺陷，這些缺陷導(dǎo)致陶瓷介質(zhì)介電強(qiáng)度顯著降低，以至于在高濕度環(huán)境的電場作用下，電容器在耐壓試驗過程中或工作初期，就產(chǎn)生電擊穿。老化擊穿大多屬于電化學(xué)擊穿范疇。由于陶瓷電容器銀的遷移，陶瓷電容器的電解老化擊穿已成為相當(dāng)普遍的問題。銀遷移形成的導(dǎo)電樹枝狀物，使漏電流局部增大，可引起熱擊穿，使電容器斷裂或燒毀。熱擊穿現(xiàn)象多發(fā)生在管形或圓片形的小型瓷介質(zhì)電容器中，因為擊穿時局部發(fā)熱嚴(yán)重，較薄的管壁或較小的瓷體容易燒毀或斷裂。
四：電極材料的改進(jìn)
陶瓷電容器一直使用銀電極。銀離子遷移和由此而引起含鈦陶瓷介質(zhì)的加速老化是導(dǎo)致陶瓷電容器失效的主要原因。有的廠家生產(chǎn)陶瓷電容器已不用銀電極，而改用鎳電極，在陶瓷基片上采用化學(xué)鍍鎳工藝。由于鎳的化學(xué)穩(wěn)定性比銀好，電遷移率低，提高了陶瓷電容器的性能和可靠性。
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編輯：admin 最后修改時間：2018-02-26
