多层陶瓷电容器的黏聚力有限元模型及失效分析

摘要

通过施加一定的边界条件,建立了一种新颖的零厚度黏聚力有限元单层简化模型.该简化模型可避免薄介质层、高层数和三维建模引起的高计算量问题.基于提出的简化模型,模拟了多层陶瓷电容器(MLCCs)由于过大的残余应力而导致的损伤起始和扩展的整个过程,结果表明:相比于沿长度方向的电极/陶瓷界面,沿厚度方向的界面更容易失效,贯穿的裂纹将导致MLCCs整体失效.同时分析了不同电极/陶瓷层厚比的界面失效开始时间和黏聚力界面单元单位体积能量耗散随时间的变化趋势,分析表明:电极层和陶瓷层相对厚度比值越大单位体积能量耗散的越大,器件越容易失效.