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某平行流冷凝器扁管發生泄漏失效，材質為1100的鋁合金，現分析其失效原因。

引言

某二極管整機調試過程中失效，現分析二極管的失效原因。

測試分析

1 泄露分析

將進出口端的出口端堵塞，進口端充一定壓強的壓縮氣體檢測并定位泄漏點。發現圖1中NG1冷凝器可見兩處明顯泄露點。圖2中NG2冷凝器可見明顯泄漏點，且在充氣壓增加時，泄漏點明顯增多，泄漏點具有被填充物擁堵特征。

圖1 冷凝器NG1泄漏位置觀察與定位

圖2 NG2冷凝器泄漏位置觀察與定位

2 表面觀察

從表面形貌低倍圖可知，圖3表明在NG1扁管泄漏點A和B均可見明顯孔洞，且孔洞周圍可見大量分布凹坑以及透明晶體狀覆蓋物。在泄漏點所在面以及背面的其它位置也可見相似形貌，分布點狀凹坑、區域凹坑等，以及透明狀覆蓋物。另外腐蝕現象在扁管外雖表面普遍存在，但分布不均勻。

圖3 NG1扁管表面形貌低倍圖

圖4為NG1冷凝器中各端口以及部分扁管內表面外觀圖，將各端口端頭管對半切開后進行表面觀察。四端頭管的一側未見明顯腐蝕以及點腐蝕，而與扁管焊接一側可見透明晶體狀覆蓋物分布在扁管口以及扁管口側附近，底部易沉積部位反而沉積物較少，扁管口的腐蝕物呈現出由扁管內向外噴出的“火山現象”特征。

1扁管內部未見明顯腐蝕物，而2扁管腐蝕物呈現極端分布現象，即在扁管一側若干通道呈集中分布現象，而在另一側若干通道內腐蝕物不明顯。超聲清洗后觀察，腐蝕物聚集的通道內表面由原始光亮金屬變為粗糙狀態，表面存在大量微觀腐蝕點坑以及少量明顯腐蝕坑。

圖4 NG1冷凝器中進口端內表面外觀圖

3 表面分析

圖5為NG1扁管漏點A微觀與能譜圖。由圖可知， 在泄漏點孔洞周圍可見明顯的腐蝕以及沉積物。腐蝕具有局部特征以及點狀特征，腐蝕物可見塊狀以及脫落，屬于典型的鋁合金點腐蝕模式。能譜分析可知，點腐蝕周圍存在外來元素Ca，K，Na等，以及具有Cl、S元素異常分布，Cl含量高達12%。

圖5 NG1扁管泄漏A及附近表面微觀形貌與能譜圖

表1 NG1扁管泄漏A及附近表面成分

由圖6可知，泄漏點B所在的扁管的一半管內中存在大量晶體狀填充物，而另一半仍可見光亮的金屬色，區別明顯。

分布大量填充物一側是扁管泄漏點所在側，與泄漏點B相對應的背面可見異常的腐蝕疏松位置，腐蝕面相比于外表面面積小。能譜分析可知，腐蝕區域具有明顯Cl元素異常分布，Cl含量高達24%。

圖6 NG1扁管泄漏B及附近表面微觀形貌與能譜圖

表2 NG1扁管泄漏B及附近表面成分

在呈現光亮的金屬色一側的扁管內，表面可見大量顆粒狀物質，但未見鋁合金基材明顯腐蝕現象。能譜分析可知，表面未檢測出明顯Cl、S元素分布，如圖7。

圖7 NG1扁管泄漏B背面未腐蝕微觀形貌與能譜圖

表3 NG1扁管泄漏B背面未腐蝕表面成分

4 成分分析

取NG1扁管進行成分分析，結果見表4，可知扁管材料的化學成分符合GB/T 3190-2020中1100牌號標準成分要求。

表4 扁管化學成分結果

5 金相分析

圖8為NG1扁管泄漏點A顯微組織圖，由圖可知，組織未見明顯異常。泄漏點完全貫穿內外表面，孔附近可見透明狀腐蝕物。在外表面可見局部呈水平型點蝕坑，內表面可見呈皮下型點蝕坑，在其它位置內外表面也可見局部腐蝕，且部分局部腐蝕具有晶間特征。泄漏點B，與泄漏點A基本一致。

圖8 NG1扁管泄露點A顯微組織圖

圖9 鋁合金點蝕過程的示意圖

結論

1、冷凝器泄漏失效是由于鋁扁管形成了穿透性的疏松點腐蝕坑。

2、外來Cl、S元素污染扁管外表面是冷凝器形成點腐蝕穿孔泄露失效的根本原因。

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