加速寿命试验

加速寿命试验(Accelerated Life Testing; ALT)

　　加速寿命试验是指采用加大应力的方法促使样品在短期内失效,以预测在正常工作条件或储存条件下的可靠性,但不改变受试样品的失效分布。

　　一般说来，加速寿命试验考虑的三个要素为环境应力、试验样本数及试验时间。假如产品既复杂又昂贵，则样本数将较少，相对的须增加试验时间或环境应力，以加速其试验;反之如果产品造价较便宜，且数量多，则欲缩短试验时间的情况下，可考虑增加样本数或环境应力。惟如前面所叙述，加速寿命试验下的失效模式．必须与正常操作环境下之寿命试验相同，其试验结果才有意义。

　　加速寿命试验是在操作频率方面或在理化反应方面加速试件之劣化条件，以较短时间推定产品正常使用状态之失效率或寿命的试验方法。依其实施的方法可分为应力加速．时间加速及分析加速三大类型，分述如下:

　　(1)应力加速寿命试验:此法系加重工作应力或环境应力，短时间内造成强制劣化效果的加速寿命试验方法，所施加之应力通常大小一定。但亦有随时间变化的步进应力(Step Stress)试验法。加速应力试验在施加应力种类、大小及施加方式等方面均须有适当考虑选择。所选择应力种类须有效造成强制劣化效应，而其可施加应力之大小应受「所造成失效模式与实际操作时发生者相同」的约束。施加方式，须使应力之传递．分布及作用方式与实际操作情况相同。凡此种种，在试验规划设计时皆需要注意考虑。

　　(2)时间加速寿命试验(亦称反复加速寿命试验):此法系增加产品操作之反复次数或形成连续动作，以造成加速效应的方法，属于狭义的加速寿命试验。此法适用于诸如自动电话交换机选择开关等，工作中以开机关机为必要动作且为造成失效主要原因之机械。

　　(3)分析加速寿命试验:此法系应用劣化观测及数据分析分析技巧，加速判定失效率或寿命状况的方法。简单一点的说，分析加速寿命试验便是在产品之造价相当昂贵时，则可斟酌采用增加试验时间，减少取样的试验方法;反之，若产品产量多且造价低廉，则可考虑增加样本，并相对的减少试验时间的一种加速寿命试验。

　　若加速寿命与实用寿命的失效模式相同，即可运用加速寿命试验。但实际上，有时失效模式相同，失效机构(Mechanism)却不同，或即使失效机构亦相同，但失效判定条件或使用条件变动的话，加速性就变化。在长期的研发改进过程中，产品的设计或制造方法都可能发生变化，顾客的使用条件方可能发生变化;或是以规定的技术方法所生产的产品，也因存在无法控制的因素影响，造成失效机构的改变，这些都可能造成无法利用加速寿命试验。

　　例如，电子管的寿命满足Arrhenius的关系式，所以可提高阴极温度，实施加速寿命试验。例如，电视机用布朗管若使阴极温度成为额定值的100%，可实施加速因子为2.2倍至3倍的加速寿命试验。但不论是阴极温度低于额定，或不从阴极取电流而使用电子管时，都会显著减短寿命。两者之失效模式都是电子放射不良，但其间的差异在于失效机构不同。电子管常因阴极活性物质的减少而使电子放射特性劣化，但阴极温度减低的话，管内不纯气体的作用亦会使电子放射特性劣化;若不取电流而动作的话，阴极内部生成的中间层化合物电阻增大，亦使电子放射特性劣化，所以即使判定寿命的失效模式相同，失效机构也不同。故电子管须检讨实际使用时阴极温度的偏差、间歇动作等条件，才能决定实施加速寿命试验之方法。

　　除了以上所提的问题外，在规划加速寿命试验时须综合考虑下列问题，才能选定加速寿命试验的条件，以决定其适用的范围:

　　(1)施加应力之大小不同可能形成不同的失效模式，在此种情形下，应力加速法之使用受到限制。

　　(2)失效发生时间与施加应力强度之间，可能因应力大小之不同或因机械操作条件不同而有不同的关系，放在加速寿命试验规划之初，就应该注意到此种应力加速适用范围的问题。

　　(3)可在若干不同的试验方法及不同的失效分析基准之中，选用加速因子较大的方法，以较短试验时间评估寿命的效用。

　　(4)产品在实地使用状况下，应力的变动大，失效发生的条件方可因使用者不同而异;或即使是反应机构相同的失效，分散亦颇不均匀，因此利用实验数据推定实际使用寿命时，应尽量指定累积失效率加以推定，以避免因数据不充足造成错误的分析。

　　高加速寿命试验不用于确定产品的寿命。因为我们关心的是使产品尽可能提高可靠性，可靠性量值的测定并不重要。然而，对于具有耗损时间的机械产品，尽可能准确地知道其寿命是非常重要的。

　　高加速寿命试验比起加速寿命试验来，一个重要优势就是在找寻影响外场使用的缺陷方面的速度较快。完成一个典型的高加速寿命试验仅需2-4天，而且我们找寻的最终将变成外场使用问题的缺陷的成功率非常高。

　　加速寿命试验比起高加速寿命试验的一个优势是，我们不需要任何环境设备。通常，台架上试验就足够了。并且许多情况下，在用户的设施上就能进行该试验。另一个好处就是试验能同时确定产品的寿命，而这一点对高加速寿命试验来说却做不到。

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