内容简介
《装备失效分析技术》系统介绍了装备失效分析的理论和技术。第1章主要介绍失效分析的意义、基本要求及发展历程。第2章介绍失效分析的基本程序、思路及基本方法，以及常用失效分析技术。第3、4、5、6章分别介绍断裂失效、腐蚀失效、磨损失效和变形失效的原理和技术。第7、8章分别是再制造装备、电子元器件的失效分析。第9章介绍了代表性的装备失效分析案例，可以穿插在其他章节中进行学习和比较。
《装备失效分析技术》可作为机械、电子装备、安全工程等相关专业的本科和研究生专业学习教材；同时可供从事失效分析工作的科研人员、检测人员以及处理失效事故的管理人员作为参考书。
目录
第1章 概论
1.1 失效
1.2 失效分析
1.2.1 失效带来的损失
1.2.2 失效分析的目的及意义
1.3 失效分析的发展
1.3.1 失效分析发展的3个阶段
1.3.2 国内外失效分析状况
1.4 失效分析学科简介
1.4.1 失效分析的基本类别
1.4.2 失效分析的主要分支学科
1.4.3 失效分析与相关学科的关系
1.4.4 现代失效分析的发展方向
1.5 失效的基本模式
1.6 引起失效的主要原因
1.7 失效分析的基本要求
第2章 失效分析原理和方法
2.1 失效分析的基本程序
2.1.1 明确失效分析的目的要求
2.1.2 调查现场及收集背景资料
2.1.3 失效件的保护
2.1.4 失效件的观察、检测和试验
2.1.5 确定失效原因并提出改进措施
2.2 失效分析的思路及基本方法
2.2.1 失效分析思路的方向性及基本原则
2.2.2 失效分析思路简介
2.2.3 失效分析常用的逻辑推理方法
2.3 失效分析常用技术
2.3.1 痕迹分析
2.3.2 断口分析技术
2.3.3 裂纹分析技术
2.3.4 模拟试验
第3章 断裂失效
3.1 断裂失效形式及其判断
3.1.1 断裂失效的分类
3.1.2 韧性断裂
3.1.3 脆性断裂
3.1.4 疲劳断裂
3.2 线弹性断裂力学
3.2.1 Griffith断裂理论
3.2.2 修正的Griffith断裂理论
3.2.3 应力强度理论
3.3 弹塑性断裂力学
3.3.1 裂纹尖端塑性变形
3.3.2 裂纹张开位移理论
3.3.3 积分理论
第4章 腐蚀失效
4.1 腐蚀学基本知识
4.1.1 基本概念
4.1.2 金属腐蚀的分类
4.1.3 金属腐蚀程度的表示方法
4.2 电化学腐蚀热力学
4.2.1 腐蚀电池
4.2.2 金属电化学腐蚀倾向的判断
4.2.3 电位-pH图
4.3 电化学腐蚀反应动力学
4.3.1 极化现象与极化曲线
4.3.2 腐蚀速度与极化的关系
4.3.3 极化现象的分类
4.3.4 腐蚀电池的混合电位
4.3.5 活化极化控制下的腐蚀动力学方程式
……
第5章 磨损失效
第6章 变形失效
第7章 再制造装备的失效用寿命预测
第8章 电子元器件的失效分析
第9章 装备失效分析案例
试读
半导体器件失效分析中，热点检测是有效手段。液晶是一种液体，但温度低于相变温度，则变为晶体。晶体会显示出各向异性。当它受热，温度超过相变温度时，就会变成各向同性的液体。利用这一特性，就可以在正交偏振光下观察液晶的相变点，从而找到热点。液晶热点检测设备由偏振光显微镜、可调温度的样品台和样品的电偏置控制电路组成。液晶热点检测技术可用来检查针孔和热点等缺陷。若氧化层存在针孔，它上面的金属层和下面的半导体就可能短路，而造成电学特性退化甚至失效。把液晶涂在被测管芯表面上，再把样品放在加热台上，若管芯氧化层有针孔，则会出现漏电流而发热，使该点温度升高，利用正交偏振光在光学显微镜下，观察热点与周围颜色的不同，便可确定器件上热点的位置。由于功耗小，此法灵敏度高，空间分辨率也高。
11.光辐射显微分析技术
半导体材料在电场激发下，载流子会在能级间跃迁而发射光子。半导体器件和集成电路中的光辐射可以分成三大类：一是载流子注入p-n结的复合辐射，即非平衡少数载流子注入到势垒，并与多数载流子复合而发出光子；二是电场加速载流子发光，即在强电场的作用下产生的高速运动载流子与晶格上的原子碰撞，使之电离而发光；三是介质发光，在强电场下，有隧道电流流过二氧化硅和氮化硅等介质薄膜时，就会有光子发射。光辐射显微镜用微光探测技术，将光子探测灵敏度提高6个数量级，与数字图像技术相结合，以提高信噪比。增加了对探测到的光辐射进行光谱分析的功能后，能够确定光辐射的类型和性质。做光辐射显微镜探测，首先要在外部光源下对样品局部进行实时图像探测，然后对这一局部施加偏压，在不透光的屏蔽箱中，探测样品的光辐射。
半导体器件中，多种类型的缺陷和损伤在一定强度电场作用下会产生漏电，并伴随载流子的跃进而产生光辐射，这样对发光部位的定位就可能是对失效部位的定位。目前，光辐射显微分析技术能探测到的缺陷和损伤类型有漏电结、接触尖峰，氧化缺陷、栅针孔、静电放电损伤、闩锁效应、热载流子、饱和态晶体管以及开关态晶体管等。
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