電連接器在電氣系統(tǒng)中主要應用在電信號的傳輸,。復雜的電信號系統(tǒng)由成千上萬個連接器組成,。每個連接器的好壞優(yōu)劣直接影響整個系統(tǒng)的功能實現(xiàn),，所以連接器失效造成的影響很大,，當一根電纜出現(xiàn)失效后需要從連接器到線纜逐一排除問題,，發(fā)現(xiàn)根源,，進而規(guī)避失效電纜的出現(xiàn),。
掃描電鏡作為材料顯微分析的重要工具,，廣泛應用于電纜的失效分析,。如下圖Ａ電纜，導線在連接器焊點處發(fā)生斷裂,。顯微鏡下對斷口進行觀察,，斷口表面存在金屬光澤，斷口附近未見機械損傷及腐蝕痕跡,，斷口宏觀形貌如下圖所示,。為了進一步分析失效原因，使用掃描電鏡對導線的斷口進行觀察,，發(fā)現(xiàn)斷口較為平齊,，其中２根芯線斷口表面存在明顯的縮頸現(xiàn)象，斷口的終斷區(qū)為韌窩形貌,，其余10根芯線斷口表面較為平齊,，且斷口從兩側起源向中部擴展，中部終斷區(qū)為韌窩形貌,，局部有疲勞條帶存在,，從斷口形貌判斷，存在明顯縮頸現(xiàn)象的芯線斷口應為塑性斷裂,，其余斷口為疲勞斷裂,，斷口微觀形貌如下圖所示。通過掃描電鏡的觀察與分析,，可得出結論：導線斷裂的原因是導線在使用過程中受到交變應力作用引起10根芯線產生疲勞斷裂,，剩余２根芯線受外力作用而產生塑性斷裂，整個斷裂過程為順序斷裂,。Ｂ電纜在使用過程中，內部同軸電纜的屏蔽層及芯線均出現(xiàn)開路現(xiàn)象,，進行Ｘ 射線檢查,，發(fā)現(xiàn)電纜在一側插頭根部附近斷裂，對電纜斷裂原因進行分析,。
采用顯微鏡對內部進行觀察,，發(fā)現(xiàn)內部的中心芯線與屏蔽網(wǎng)之間存在一層白色聚四氟絕緣層，屏蔽斷裂位置的聚四氟絕緣層已經(jīng)擰成麻花狀,，電纜內部形貌如下圖所示,。利用掃描電子顯微鏡下對斷口進行觀察，發(fā)現(xiàn)屏蔽網(wǎng)芯線的斷口均存在明顯的縮頸現(xiàn)象,，且中部終斷區(qū)為韌窩形貌,，從斷口形貌判斷,，屏蔽網(wǎng)應為受到外力作用產生塑性斷裂；中心芯線的斷口較為平齊,，表面為扭轉形態(tài)的剪切窩形貌,，從其形貌判斷，中心芯線受到扭轉應力作用導致中心芯線扭斷,，斷口微觀形貌如下圖所示,。通過上述兩個案例，作者(參考資料1)認為電纜功能失效問題,，除去連接器和線的本身因素以外,，在連接器和導線的結合處失效情況居多，并且問題可能是多方面,，因此在連接器制成電纜后,，在用連接器對插到儀器或是其他電纜上完成測試或是試驗時，要注意連接器與導線連接處是否發(fā)生較勁彎曲等情況,。例如上述兩種電纜斷裂失效分別是疲勞斷裂加順序斷裂,、擰斷兩個方面造成。作者利用掃描電鏡高分辨,、大景深和廣適應性的特點,，分析出了電纜斷裂的失效原因。但在結果圖中,，我們也發(fā)現(xiàn)含聚四氟絕緣層的顯微圖片中出現(xiàn)了異常亮的現(xiàn)象,，該白色絕緣層因為導電性差的原因，表面累計了大量負電子,，最終積聚成荷電效應,，影響整張圖片的拍攝結果。荷電現(xiàn)象是在掃描電鏡拍攝中經(jīng)常會出現(xiàn)的一種現(xiàn)象,，它會影響圖片質量,，甚至造成無法正常拍攝和樣品漂移等一系列問題。常規(guī)解決荷電問題有三種方法,，分別是噴金,、低真空和低電壓，前兩種更適合對樣品要求不高,，低倍的樣品拍攝,，而低電壓作為衡量高性能掃描電鏡的成像指標，已越來越廣泛的應用于各種場景,。如下圖所示,，為導電性極差的高分子涂料和聚乙烯樣品，利用低電壓進行拍攝,，且樣品表面無需要做任何導電化處理,，結果顯示樣品表面無荷電產生,，表面細節(jié)清晰。上述兩張圖片結果均采用賽默飛Apreo2場發(fā)射掃描電鏡拍攝,。Apreo2場發(fā)射掃描電鏡具有業(yè)內較強的低電壓超高分辨性能,，搭配雙引擎模式，分辨率可達到0.8nm（1kV）,，可以呈現(xiàn)材料最表面的真實形貌襯度,，同時兼具高質量成像和多功能分析性能于一體，是科研和生產質控不可少的理想分析平臺,。
參考文獻：
1. 劉偉亮,從電纜斷裂看連接器失效預防.
手機版
化工儀器網(wǎng)手機版
化工儀器網(wǎng)小程序
官方微信
公眾號：chem17
掃碼關注視頻號
采購中心