1. {dy}类样品的失效机理 这类RTD（铂热电阻）测温元件由铂丝绕制而成，铂丝绕制在陶瓷骨架上，常有两种失效机理: （1）铂丝在经过绕制、清冼的过程中将产生应力，因此绕制、清冼完毕烘干后必须经过退火，以xx铂丝的应力。但是，如果退火不xx，应力没有全部xx，则RTD（铂热电阻）的R℃值和W℃值将很不稳定，导致阻值时高时低。 （2）铂丝在还原性介质中，特别是在较高温度下容易被从氧化物中还原出来的蒸汽所污染，污染后的铂丝不仅变脆，而且改变了铂丝的阻值与温度之间的关系。另外，在高温下，铂与周围材料之间的扩散也会使铂丝受到污染，从而引起阻值的变化。 2. 第二类样品的失效机理剖开不锈钢外套，取出RTD（铂热电阻）测温元件，发现这类测温元件外观质量尚好，未发现电极间有短路迹象。将测温元件清冼干净后重新测量各温度点阻值，发现与解剖前xx不同。由此说明，RTD（铂热电阻）的失效不是因装配工艺不当引起，而是由测温元件失效和外力原因造成的。 （1）对失效测温元件沿边缘进行微分剥离，发现某一局部被剥离后，阻值突然增大。出现阻值突然增大的原因是，铂质薄膜测温元件封装在绝缘材料内（如环氧树脂、氧化镁粉等）时，虽然测温元件已经出现龟裂现象，但由于绝缘材料的严密封装保护，相互之间并不分离，一旦将绝缘材料剥离，导致龟裂增大，阻值上升。电镜观察证实，铂质测温元件坯体尚有其他微裂纹存在。 （2）铂丝绕制陶瓷骨架RTD（铂热电阻）和铂质薄膜RTD（铂热电阻），即使是轻微的振动，如果没有较好的防振措施，也容易造成铂丝断损、陶瓷骨架断裂或破碎。 （3）逐层剥离RTD（铂热电阻）不锈钢外套封接固定交界过渡处，发现有部分引出线出现断裂。实验和分析证实，在交界过渡处，最易引起折断，因为该处应力比较集中且又易扭曲，因此极易引起折断开路。 上述失效机理，由于其断裂的位置比较特殊，形成似断非断的情况，因此在振动情况下，就会出现断裂处间隙突然变大而阻值突然升高的现象，而在振动有所下降或缓解时由于断裂处间隙变小又恢复正常的状况。上述分析已为实验室模拟试验所证实。 3. 第三类样品的失效机理这类样品的标称阻值及各温度点的阻值均略高于规范值，其失效机理主要有： （1）点缺陷变化引起电阻值漂移。根据Bloch 理论，自由电子在金属中的输送，犹如由具有晶格周期性的函数所调节的平面波，只有晶格点阵的不完善性才引起金属的电阻。RTD（铂热电阻）在储存或使用过程中，由于组织结构及其内部的各种缺陷，逐步使外来原子、点缺陷和晶粒边界引起附加散射；另外，晶格点阵的振动、发射或吸收一个晶格振动能的量子——声子，也会引起电子的散射，因此导致电阻率增加，RTD （铂热电阻）阻值增大 （2）测温元件有效电极面积减小。解剖发现，样品部分电极根部烧结处有效截面积变小。其原因是电极制备工艺控制不当，如基体研磨不平整，清冼不干净；电极烧渗工艺条件选取不合理等使电极变形。同时，后续热处理工艺控制不当，也会造成电极早期老化。部分电极截面积的变小，使测温元件的实际电极面积减小，RTD（铂热电）阻阻值升高。 （3）热循环时由于铂丝和镶嵌住铂丝的骨架材料的膨胀系数不同，在铂丝中会产生额外的应力电阻，由此引起几何尺寸的变化也会改变其阻值。特别是当其膨胀时所产生的应力变化会导致铂丝伸长变细，阻值增加。 （4）测温元件在机械振动，甚至某些并不剧烈的振动环境中，虽然不会损坏RTD，但也会在测温元件中引起应力，导致其阻值增加。 4. 第四类样品的失效机理 （1）将样品置于金相显微镜下观察，发现电极表面已出现龟裂，断面处有层裂痕迹。因为RTD（铂热电阻）电极经高温烧结后向低温冷却过程中，受到的热应力超过一定程度时，会在铂质薄膜测温元件坯体内形成显微裂纹。在较为严酷的使用环境和条件下，如反复的机械冲击、振动，工作温度的反复升降和快速变化等，致使样品的内应力进一步加大，显微裂纹蔓延和扩展，产生层裂和龟裂。它们使样品的机械强度下降甚至破碎，同时使引出电极的附着力下降以至脱落，最终必然导致其电阻值上升到很高值甚至∞。 （2）剥离外绝缘层，发现铂丝引出电极与外引出导线的焊接点（锡焊）已严重腐蚀，铂引出电极已脱落开路。焊接点腐蚀的原因是：焊接完成后没有xx焊剂喷涂防腐剂；测温元件组装时保护套管内没有填充绝缘材料（如环氧树脂、氧化镁粉等），导致腐蚀性气体侵入以及工作温度的反复升降引起结露，加速了焊接点的腐蚀速率。 5. 第五类样品的失效机理 （1）对铂丝绕制而成的RTD（铂热电阻），如果封装工艺不严格或填充物不致密，则其在轴向和径向经受重复性振动或冲击时，会导致绕制在骨架上的铂丝被压缩或与不锈钢外套相接触，导致相邻铂丝间相互接触或短路，最终使阻值减小。 （2）RTD（铂热电阻）的绝缘电阻是一个不容忽视的技术指标，常温下RTD（铂热电阻）的绝缘电阻通常在100MO 以上，如果绝缘电阻变小则会给温度测量带来较大的误差。但是在高温下，由于测温元件骨架和引出线绝缘瓷管中的离子导电，造成绝缘下降，导致在铂电阻丝之间以及引出线之间产生分流和漏电现象，使电阻值变小。实验证实，在以玻璃、陶瓷材料为骨架的测温元件中，若制作过程控制不严格，其高温绝缘电阻可能只有几百到几万欧姆。 |
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