SCB火工品贮存失效及性能演变规律研究

摘要

SCB火工品应用前景广阔，但火工品在使用前一般会经历长期的贮存，可能对其作用可靠性与使用安全性产生影响。为研究SCB火工品在贮存过程中的性能演变规律以及失效机理，本文对加速寿命试验的影响因素进行了研究，并设计合适的加速寿命试验对SCB火工品进行加速贮存，以火工品失效分析方法为指导进行失效分析，得到了半导体桥火工品在加速寿命试验过程中的性能变化规律，以及半导体桥火工品的主要失效模式与失效机理。主要结论如下:
　　(1)SCB火工品主要有可伐脚线镀层点蚀失效以及发火时间延迟失效两种失效模式;
　　(2)脚线镀层点蚀失效与镀层缺陷与氯离子的侵入有密切关系，其中，氯离子起到了关键作用，脚线镀层点蚀失效的机理为:镀层表面在湿度作用下吸附一层水膜，和溶解的杂质离子形成电解质溶液，氯离子破坏了表面钝化膜，在镀层缺陷处形成点蚀核，点蚀核再以自催化的形式不断深入，最终形成蚀坑;而镀层点蚀对SCB火工品的电性能没有产生影响;
　　(3)在规定的发火条件下，贮存后的SCB火工品均能够可靠发火，且SCB芯片的电阻、爆发时间以及爆发能量在贮存前后均无显著性差异，芯片的贮存环境耐受性良好;但药剂发火时间出现了延迟，发火时间延迟失效主要是因为药剂性能的改变，其失效机理如下:对于LTNR，其活化能随贮存时间的延长而增大，使得药剂在同等的激励条件下反应进行的难度增加，使发火时间延迟;对于硫氰酸铅/氯酸钾点火药，其药剂成分在贮存环境下缓慢反应，使氧化剂、可燃剂减少，从而使得发火时间延迟;
　　(4)贮存前后的SCB火工品在国军标静电放电条件下(25kV、500pF、5000Ω)，均不发火，贮存没有使SCB火工品的静电安全性能降低。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 失效分析

1．3 国内外研究现状

1．3．1 贮存寿命试验方法研究现状

1．3．2 火工品失效研究现状

1．4 本文主要研究内容

2 加速寿命试验理论基础与试验设计

2．1 环境应力分析

2．2 加速寿命试验理论

2．2．1 加速寿命试验分类

2．2．2 加速模型

2．3 加速寿命试验设计

2．3．1 试验样品

2．3．2 试验方案设计

2．3．3 失效判据

3 贮存对SCB火工品外观及电性能影响研究

3．1 SCB火工品脚线的显微观察

3．2 SCB键合区的显微观察

3．3 镀层失效因素分析

3．3．1 失效的内在因素

3．3．2 失效的外在因素

3．4 腐蚀失效机理研究

3．4．1 点蚀的萌生

3．4．2 点蚀的形核

3．4．3 点蚀的生长

3．5 贮存对SCB火工品电阻的影响

3．5．1 贮存对SCB电阻的影响

3．5．2 腐蚀对SCB电阻的影响

3．6 本章小结

4 贮存对SCB火工品发火性能的影响研究

4．1 电容放电发火试验

4．1．1 试验装置与原理

4．1．2 试验样品与发火情况

4．2 贮存后SCB火工品爆发性能变化

4．3 贮存后SCB火工品发火时间变化

4．3．1 D组SCB火工品发火时间变化

4．3．2 E组SCB火工品发火时间变化

4．3．3 SCB火工品贮存寿命估算

4．4 失效模式与失效机理研究

4．4．1 SCB火工品的失效模式

4．4．2 D组SCB火工品失效机理

4．4．3 E组SCB火工品失效机理

4．5 本章小结

5 贮存对SCB火工品静电安全性的影响研究

5．1 静电放电试验装置与原理

5．2 静电放电试验结果

全文结论

致谢

参考文献