鉭電容概述

鉭電容器是四大核心電容產品(MLCC/鋁電解/鉭電容/薄膜電容)之一，陽極為多孔的鉭粉燒結體，工作介質是鉭粉燒結體表面生成的一層極薄的五氧化二鉭薄膜(20nm~400nm)，一般用在直流電路中作濾波、整流。自1956年年貝爾實驗室研發(fā)以來，鉭電容已有近70年的發(fā)展歷史，在不斷的技術革新過程中，鉭電容器在社會發(fā)展和人們日常生活中扮演重要的角色，它形狀多樣化，能按使用需要設計成各種外形的元器件，滿足復雜電路和微小電路的需求。

鉭電容可靠性好、使用壽命長;相對其他類型的電容器，在電性能方面具有容量高、漏電流小、損耗小、等效串聯(lián)電阻低等優(yōu)點，被廣泛應用于電氣電子、通訊、交通、軍工國防、航空航天等領域。在民用領域中，由于其價格高昂，多用于高端領域，具體用在電腦主板、智能手機及音頻放大器。

本文主要介紹FOTRIC 248M 科研熱像儀是怎樣幫助用戶進行熱失效檢測檢測的。

鉭電容特點

• 體積小。鉭電容器陽極表面生成的氧化鉭薄膜為其介電體。該氧化膜非常薄且與鉭金屬結合成整體，而鉭陽極內部多孔而疏松，保留了鉭粉的絕大部分表面積。因此鉭電容器比容量很高，在同等電容量的要求下可以做到更小的體積。
• 容量高。鉭電容器能很容易獲得較大的電容量。即便在較低的工作電壓下也能保持高電容優(yōu)勢。尤其是在電源濾波、交流旁路、直流電源系統(tǒng)的退耦以及耦合等用途上優(yōu)勢更為突出。
• 可靠性高且使用壽命長。鉭電容器工作時，在電場作用下，鉭金屬表面緩慢氧化，相當于又一次賦能過程，尤其是氧化膜中的贓點和缺陷處能做到自動修復和絕緣，使其不致遭到連續(xù)的累積性破壞而失效。鉭電容器這種獨特的自我修復能力，保證了其高可靠性和長使用壽命，同時也加大了其電場適應范圍。
• 損耗小。鉭電容器的介電體為無定型氧化擔薄膜，其化學性能非常穩(wěn)定，耐普通酸、堿，電阻率高，介電常數大(27.6)，能在工作中自動修復缺陷。適用于較惡劣的環(huán)境。

鉭電容熱失效的表現主要有以下幾點：

• 電容值變化：在高溫環(huán)境下，電容器的電容值會減小，這會影響電路的穩(wěn)定性和工作性能。
• 漏電流增加：鉭電容熱失效會導致電容器的漏電流增加，從而增加電路的功耗和熱量，進一步加劇電容器的熱失效。
• 溫升異常：由于器件損耗變大（如紋波電流過大），導致溫升異常升高，破壞器件熱平衡，從而導致熱擊穿失效。
• 電壓型失效：鉭電容介質層厚度決定了其耐壓，由于介質膜不均勻，在薄的地方耐壓低，或者外界電壓過高，瞬間擊穿介質膜，導致器件失效。
• 焊接問題：焊接溫度過高或焊接持續(xù)時間過長，可能導致鉭電容內鉭絲與陽極引線熔焊的焊錫受熱流，形成多余物，造成短路失效。
• 容值影響：容值較大的片狀鉭電容比容值較小的片狀鉭電容更容易失效，因為容值增大時，體積將增大，耐壓值和串聯(lián)阻抗卻會降低。
• 溫度影響：“熱致效應”是溫度導致片狀鉭電容失效的重要因素，通常采取增加降額和運用“緩啟動”電路來提高可靠性，同時避免較高的環(huán)境溫度，遠離熱源。
• 浪涌影響：浪涌電流的大小決定于電壓上升的速率，鉭電容承受浪涌的能力依賴于它的額定電壓。串聯(lián)電阻可以降低浪涌電流的峰值，但同時增加了阻尼電阻，降低了電路的Q值。

綜上，鉭電容熱失效的表現多種多樣，但通常都與溫度、電壓、電流以及電容本身的物理結構有關。為了避免或減輕這些失效現象，需要采取適當的預防措施和設計優(yōu)化。 

鉭電容熱失效檢測方式

熱成像儀檢測：

使用Fotric 248M 熱成像儀對鉭電容進行檢測。熱失效的鉭電容在熱像圖上會顯示出異常的高溫區(qū)域。

根據紅外熱像儀提供的溫度數據，確定鉭電容是否存在過熱現象。

電氣性能測試：

進行電容值測試，觀察電容值是否發(fā)生變化，以及與標稱值是否相符。

進行漏電流測試，檢查漏電流是否超過規(guī)定值。

環(huán)境適應性測試：

在高溫環(huán)境下對鉭電容進行長時間工作測試，觀察其性能變化。

如有條件，可以模擬實際工作環(huán)境中的振動、沖擊等條件進行測試。

Fotric 248M 主要硬件參數：

• 紅外分辨率：640×480
• 熱靈敏度：<0.03℃
• 幀頻：25Hz
• 測溫范圍：-20~650℃；
• 調焦方式：手動調焦
• 測試范圍：12.8mm×9.6mm
• 支持錄制全輻射視頻流
• 標配免費分析軟件：Fotric AnalyzIR

鉭電容未來發(fā)展方向

有機高分子鉭電容器是一種電子元件，其特點在于采用有機高分子材料作為電介質，同時具有鉭金屬作為電極材料。這種電容器結構在傳統(tǒng)的電解電容器的基礎上進行了升級，通過引入有機高分子材料，提高了電容器的性能和穩(wěn)定性。有機高分子材料在此起到電介質的角色，與傳統(tǒng)的固態(tài)和液體電解質相比，不僅具有更好的絕緣性能，還能在高溫和高頻應用中表現出色。此外，有機高分子鉭電容器還繼承了鉭電容器的優(yōu)勢，如高電容密度和長壽命。因此，這種電容器廣泛應用于各種電子設備和電路中，為提高性能、減小體積以及滿足現代電子產品對高品質電子元件的需求提供了一種有效的解決方案。

總結：鉭電容熱失效的檢測，當鉭電容在高溫環(huán)境下內部溫度過高，導致內部結構發(fā)生變化時，失效點局部的內 熱會引起局部溫度的輕微提升。這時，Fotric 248M 科研熱成像儀就能準確地捕捉到這一溫度變化，把鉭電容表面不可見的熱分布轉換為可見的紅外圖像，揭示出失效部位的異常狀況。同時，熱成像儀還能進行清晰的局部溫度顯示，被測物體表面的熱場分布成像清晰，為鉭電容熱失效的判斷提供準確的數據。熱成像儀檢測就像是為鉭電容做了一次“全身掃描”，幫助我們快速、準確地找到熱失效的“病灶”。