一种电真空器件加速贮存寿命试验方法技术

一种电真空器件加速贮存寿命试验方法，它有八大步骤：一、确认电真空器件主要失效机理是漏气；二、对电真空器件的贮存环境和结构特点进行分析，确认是否安装有消气剂；三、确定温度和压强差应力为进行电真空器件加速贮存寿命试验的试验应力；四、确定试验中施加压强差应力的气体种类；五、确定加速贮存寿命试验中压强差应力量值和水平数；六、确定压强差应力的施加方式；七、确定电真空器件加速贮存寿命试验方案；八、根据两种不同的试验方案确定温度和压强差双应力试验数据处理方法。本发明专利技术在保证能准确估计电真空器件贮存寿命的前提下，缩短了加速贮存寿命试验的时间。它在电真空器件可靠性工程技术及航空航天领域里具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，它适用于对气体敏感的产品的贮存寿命试验和分析，属于电真空器件可靠性工程
；这种试验方法可广泛用于航空航天和军工领域。
技术介绍
依据目前国际形势和电子设备系统应用的要求，电子设备必须适应长期贮存、随时可用和能用的特点。尤其对于长期贮存、一次使用的电子设备系统，如导弹上的设备， 其贮存寿命及贮存可靠性是一项重要技术指标，它既关系到电子产品的安全贮存和有效使用，又关系到产品的不合理报废造成的经济损失。在电子元器件领域，有些国军标中的某些规定与现实情况不符。例如，国军标GJB2000-94中规定某像增强器贮存寿命为4年，但是在使用过程中发现其贮存寿命比4年要长，如果按照标准中要求的4年来进行维修和更换， 会造成整机产品整个寿命周期费用的增加和浪费。同样，我国电真空器件中的脉冲氙灯、显像管、真空开关管、象电子管等，在国军标中规定的贮存寿命与实际使用中的贮存寿命不相符，但是我国在电真空器件的贮存可靠性试验领域没有积累更多的经验。因此，对电真空器件的贮存寿命的试验方法和评估的研究有重要意义。高可靠长寿命产品的贮存寿命常使用加速退化试验(ADT)或者加速寿命试验 (ALT)进行评估。加速贮存寿命试验中的加速应力根据产品实际使用或贮存过程中环境的应力和其失效机理确定，使用较频繁的应力有温度、湿度、振动、电应力、盐雾、霉菌等1。真空器件大都是在小于或等于1. 3X ΙΟ"4帕的压强下封离的。电真空器件的主要失效机理是漏气，大多数电真空器件不可能做到绝对不漏气，内部的零器件也不可能做到绝对不放气。 由于真空开关管外壳焊缝的漏气、外壳材料的渗透、内部零件表面吸附气体的解吸等原因， 都会使电真空器件在储存或使用一段时间后造成管内压强的升高。压强升高将可能导致电真空器件的光电阴极中毒或者离子反馈等情况，使器件出现性能退化或失效。漏气是因为有漏孔的存在，漏孔的漏率与漏孔两端的压强差、环境中的气体种类、温度有关。通常，电真空器件内部的气体压强非常难测量或者不破坏产品结构不能测量。目前，电真空器件加速贮存寿命试验的加速应力常采用温度应力，并且使用阿伦尼斯率模型进行寿命评估。但是有些电真空器件，比如脉冲氙灯，其能耐受的温度比较高(比如300度)，即使在高温下贮存很长一段时间其性能还是没有退化，这就给贮存寿命的评估带来了困难。所以，有必要研究探索对于电真空器件的新的加速贮存寿命试验方法。
技术实现思路
要解决的技术问题(1)电真空器件的主要失效机理是漏气，但是目前的加速贮存寿命试验中采用的高温贮存试验方案有其局限性，可能在高温下贮存相当长一段后其性能还是不退化，给电真空器件的贮存寿命的评估带来了困难。(2)对于电真空器件，如果仅施加温度应力做加速贮存寿命试验，要想使产品失效或者性能退化，需要的试验时间非常长，这就增加了试验的成本。但是施加过高的温度应力又会超过产品的设计极限，可能导致产品失效机理的变化，失效机理变化会导致加速试验失败。综上，要解决的问题是在保证能准确估计电真空器件贮存寿命的前提下缩短加速贮存寿命试验的时间，同时给出合适的数据处理方法。见附图说明图1，本专利技术，该方法具体步骤如下步骤一对电真空器件(或安装有电真空器件的产品，或对气体敏感的其他产品) 进行贮存失效模式和失效机理分析，确认其主要失效机理是漏气。步骤二 对电真空器件(或安装有电真空器件的产品，或对气体敏感的其他产品) 的贮存环境进行分析，并且分析产品的结构特点，确认是否安装有消气剂。若安装有消气齐U，则电真空器件的漏气通常表现为贮存环境中惰性气体的累积；若未安装有消气剂，则其漏气通常表现为贮存环境中的任何组分的气体在真空管中的累积。步骤三确定温度和压强差应力为进行电真空器件加速贮存寿命试验的试验应力。步骤四确定试验中施加压强差应力的气体种类。(1)对于没有安装消气剂的电真空器件，施加压强差应力的气体采用干燥空气，一个标准大气压(101 3251 ),组分为 氮气78. 08 %，氧气20. 95 %，氩气0. 93 %，二氧化碳0. 039 %。干燥空气中的相对湿度值根据实际贮存环境中的相对湿度值确定。(2)对于安装有消气剂的电真空器件，由于消气剂对氧气和氮气的抽速很高，在消气剂还未饱和失效时，进入器件真空管内部气体中的氧气和氮气很快就被消气剂吸收，但是不会吸收惰性气体氩气。所以，消气剂未失效时真空管中的压强升高表现为氩气的累积。所以，对于安装有消气剂的电真空器件，施加压强差应力的气体采用氮气(或氧气)和氩气的混合气体。步骤五确定电真空器件加速贮存寿命试验中压强差应力量值和水平数。由于电真空器件中的压强非常小，相对于环境中的压强可以忽略，所以，试验所施加漏孔两端的压强差ΔΡ可以用环境中的压强P表示，即Δρ ρ。加速寿命试验的前提是不能改变产品的失效机理，所以施加的压强应力P不能超过产品结构所能承受的压强极限。有些产品能承受高压强，而有些不能。通常，不论是步进应力试验还是恒定应力试验，需要的压强应力水平数为3或4。步骤六确定压强差应力的施加方式。(1)若施加压强应力所使用的气体为干燥空气，那么只能通过增加总压强的方式改变试验过程中的压强应力水平。( 如果施加压强应力所使用的气体为氮气(或氧气)与氩气的混合气体，为了排除压强对漏率的影响，把混合气体的总压强P恒定(恒定值与电真空器件贮存环境中的压强值相同，通常为一个标准大气压101325Pa)。试验评估过程中的压强差用混合气体中氩气的分压Pa,表示，PAr = yAr ·Ρ。通过改变氩气的含量来改变氩气的分压，即改变试验过程中的压强应力水平。混合气体中氩气含量Ikt的确定要考虑4个因素试验方案、温度应力、产品的经验估计寿命、 加速贮存试验时间，其中加速寿命试验时间的确定一方面参考产品预试验(如果设定有预试验)结果，另一方面用估算的加速因子确定。步骤七确定电真空器件加速贮存寿命试验方案。采用加速退化试验方案，应力的CN 102539136 A选择分为两类(1)如果只采用压强差作为加速贮存寿命试验的加速应力，应该在恒定温度(恒定温度值与实际贮存环境中的温度值相同)条件下进行，根据样本量大小，确定采用步进应力试验方案还是恒定应力试验方案。(2)如果选择温度和压强双应力试验方法，根据样本量大小，确定采用步进应力试验方案还是恒定应力试验方案。步进应力试验可以采用交叉步进和恒定应力步进试验方案。选用4个水平的加速双应力的试验方案剖面图如附图中图2所示。试验中，施加应力的设备需要根据试验方案而确定，设备要能够同时控制温度和压强，不同氩气比例的氩气与氮气(或氧气)混合气体提前配置，并且注意控制试验过程中的误差。步骤八根据不同的试验方案确定温度和压强差双应力试验数据处理方法，本方案中给出两种试验方案的数据处理或模型建立方法。第一种方案选择温度压强差双应力的恒定应力试验(或步进应力试验)方案时的加速模型(1)综合应力加速退化寿命试验数据的形式设t时刻，在某应力水平为S下，产品的特征性能为y(t，S)，退化方程可以写为y(t, S) = - β ‘ t+y0+ ε (t)其中，％是t = 0时刻测量的特征性能值，β ‘是退化率，ε (t)是随机变量，其满足关系ε~Ν(0,σ〖)，即在某应力水平S下，测量得到的误本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚金勇，方鑫，李晓钢，张坤，罗瑞萌，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：