随着电子技术的更新换代，电子设备所中用的元器件的质量要求越来越高。电容器是电子电路中不可或缺的基础元件之一，它具有阻隔直流和分离各种频率交流信号的能力，例如:钽电解电容器就具有低阻抗、漏电流小、高频特性好、可靠性高等特点，多用于军工、航天等领域。自从1956年美国贝尔实验室成功地研制了钽电解电容器以来，它就以其优良的性能迅速获得了广泛的应用，经过几十年的不断发展和完善，钽电解电容器的性能有了长足的进步，生产工艺日趋成熟。随着对高性能、低成本、小型化电解电容器的追求，有力地推动了钮电解电容器的发展。耐久性试验亦属于一种寿命试验成为必做的项目，其目的是对产品在一定的温度和电压(直流电压、交流电压、交直流电压叠加)下长期工作或贮存的能力，为确保钽电解电容器耐久性试验的质量，就以下就几个具体的技术问题进行分析。

2耐久性试验条件

1)温度: 85C，125 C;

2)时间:1000h,2000h;

3)电压:额定电压，纹波电流。

电容器上所承受的直流电压和交流分量之和不得超过额定的电压值，电容器上所承受的直流电压和交流分量幅值之差不得超过电容器所允许的反向电压值。

3、耐久性试验设备

所用的设备有干热箱、交直流稳压电源，仪器设备必须满足试验标准的要求，干热箱必须能够在工作空间内保持所规定的温度，并在+2 C的范围内，且使用强迫空气循环以保持均匀的温度条件，不能造成局部受热，此外使试样不受到热源的直接热辐射。我们做试验时要尽量把温度控制在最佳的范围，也就是最佳的控制点，例如:试验条件为温度+85 ^OC+2^OC，时间是1000h,此试验条件给出的最大极限上限温度为85^OC+2^OC=87^OC,下限温度为85^OC-2⁰C=83^OC,干热箱的温度波动的下限值为-2⁰C，此时的试验温度为83^OC-2^OC=81^OC,则不能满足标准试验条件的要求，会影响试验的质量;若按试验条件的最大极限温度87^O C做试验，再考虑干燥箱本身的波动度+2^OC中的上限值+2^OC,则此时试验的温度为87^OC+2 ^OC=89 ⁰C,也超出了标准要求的试验条件，所以，若满足试验条件的要求，必须选择最佳的温度范围，也就是86~84^OC之间，在这个范围内，无论干燥箱的温度波动为上限和下限都能满足标准要求的试验条件，从而保证试验质量。

试验所用的交直流电源，必须在计量有效期之内，并且保护动作灵敏，电容器上不能单独存在交流电压。

4耐久性试验方法

a)安装样品之前，应对试验夹具进行全面检查。因为样品夹具通常都是多次使用，有松动现象;另外金属夹具的表面极易形成一层氧化膜，不经处理就会在电容器和夹具之间人为地增加一个电阻，使得加到电容器上的应力达不到标准要求，因此样品和夹具必须接触牢固。

b)安装电容器，带上细纱手套，手不能直接触摸到电容器的引线，防止氧化。钽电解电容器具有单向导电性，有“极性”，必须阳极接电源的正极，阴极接电源的负极，如果接反，电容器的漏电流很大，短时间内芯子就会发热，破坏氧化膜电容器失效。因此，安装样品时必须注意分清电容器的正负极，避免造成人为失效。

c)样体安装完毕后，首先调整好电源电压和超压保护器的设定来保护电压，证实试验电路工作正常后方能与试验样品连接。

d)经试验证明，当稳压电源处于最佳工作状态时，是使试验工作顺利和可靠地进行的保证条件之一，在对试验样品施加设定试验电压前应先在试验样品上施加少许直流电压，以便检查每一只试验样品上是否都能施加上电压。

e)耐久性试验电路图如图1所示。

            图1耐久性试验电路示意

采用此电路有如下优点:当一个电容器发生短路时，不会使其它电容器丢失试验电压，同时避免了其它电容器通过短路电容器迅速放电，减少了对其它电容器的损害。关于试验中保护电阻的确定，原则是，可以选取每伏1 Ω,并根据电容器的规格型号来确定保护电阻，使得在试验中有足够的电流来报废已击穿的电容器，避免试验结束后的自愈现象。

f)由于电容器两端的电压不能突变，施加电压必须是缓慢的，每分钟不超过10伏，先加直流后加交流，试验结束后必须先旋回交流再旋回直流，然后关电源。

5钽电解电容 器的失效分析

耐久性试验是对电容器产品综合性能最严峻的考验。虽然每个电子元件的失效是随机事件，是偶然发生的，但大量的元件失效结果统计表明，有一定的规律性。和许多别的元件一样，钽电解电容器的失效规律呈盆状如图2所示。

从图2中可以看出，但电解电容器的失效率随时间的发展，大致可分为3个阶段:

图2但电解电容器的浴盘曲线

a)早期失效

它主要出现在电容器开始工作后的一段时间。特点是失效率高，并随时间的增加而迅速下降。失效的原因是产品在设计制造过程中所造成的缺陷和内在隐患。比如:原材料有缺陷、工艺不正确、卫生条件不良、生产设备的故障、操作粗心和质量检验不严格等。可以通过加强原材料检验，改善工艺及加强质量管理等方法来提高质量。

b)偶然失效

它主要出现在早期失效之后。特点是失效率低而稳定，是产品可靠性最佳的工作阶段。其失效是偶然因素引起的，可认为是在某一时刻电容器中的应力超过了本身所能耐受的强度而发生的失效。虽然是偶然，但也可以反映电容器的可靠性水平。

c)耗损失效

它主要出现在电容器产品的工作后期。特点是失效率随时间而上升。失效原因是电容器材料老化、耗损、疲劳、氧化等缓慢因素的积累。如电解电容器中工作电解液流失、干涸使之失效。

引起工作电解液流失或干涸的根本原因是电容器的密封结构及密封工艺不佳，阳极钽丝表面粗糙，引线焊接不当等。另外环境温度也可以引起电容器失效，温度升高主要是引起漏电流增加和密封结构的破坏。电容器漏电流随着温度上升而成指数函数增加。而电容器发热功率的计算公式可表示为: P=I₁U=I₁²R (I₁为漏电流)由上式可知随着温度的升高，电容器内部发热量将随漏电流呈指数平方关系的增加。大量热量的产生又会促使电容器内部温度进一步升高，所以一般情况下电容器工作时钽芯的温度都会明显地高于周围温度。随着温度的升高，钽芯表面氧化膜中的离子和电子振动的频率加剧，从而在膜中引发更多的缺陷，甚至容易以膜中杂质为成核中心，使膜中原子或离子重排而晶化，导致漏电流迅速增大而失效。另一方面，高温条件下，很容易引起电容器工作电解液中水分汽化。水蒸汽通过绝缘子等密封材料向外扩散，表现为电容器的电解质流失，损耗逐渐增高，电容量下降，致使电容器失效。