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紅外探測器失效機理分析及試驗研究需求說明書編制：年月日校對：年月日審核：年月日批準：年月日中國船舶集團有限公司第七一七研究所二零二五年紅外探測器失效機理分析及試驗研究需求說明書1項目名稱紅外探測器失效機理分析及試驗研究需求說明書2項目內(nèi)容制冷紅外探測器組件是將目標紅外輻射轉(zhuǎn)換為可檢測電信號的光電探測器件，是光頻集成系統(tǒng)的核心功能及高價值部件，其可靠性水平會直接影響裝備的任務(wù)成功率、維護成本及壽命周期。研究制冷紅外探測器組件失效機理分析試驗及延壽技術(shù)研究的需求主要來自兩個方面：一方面是根據(jù)某基礎(chǔ)科研項目任務(wù)要求。另外一方面是某紅外探測器組件的可靠性水平不高，在服役后的較短時間內(nèi)發(fā)生多次故障，制約該型光電裝備的效能發(fā)揮。3研究內(nèi)容（1）紅外探測器組件典型故障模式分析及特征參量提取紅外探測器主要由焦平面混成芯片、制冷機組件和微型杜瓦三部分組成。具體工作內(nèi)容如下：1）根據(jù)探測器各個組成部件，采用FMEA方法對潛在失效模式以及影響分析，判斷出現(xiàn)的可能性及原因，形成紅外探測器失效模式的失效機理研究報告；2）開展紅外探測器組件故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，針對640*512（25μm）、640×512（15μm）、1280*1024（15μm）三種紅外探測器組件，提取三種紅外探測器典型故障模式。分析紅外探測器組件典型故障模式及其故障原因，研究導(dǎo)致失效的主要應(yīng)力，明確敏感特征參數(shù)，形成紅外探測器典型失效模式統(tǒng)計分析報告。（2）紅外探測器組件耐環(huán)境應(yīng)力極限分析與試驗通過可靠性強化試驗，摸清探測器耐環(huán)境應(yīng)力極限，研究溫度應(yīng)力、振動應(yīng)力、電應(yīng)力等應(yīng)力對探測器可靠性的影響情況。可靠性強化試驗中采用不少于3個紅外探測器樣本，樣本一開展低溫步進試驗、高溫步進試驗，樣本二開展振動步進試驗，樣本三開展快速溫變試驗，最后三個樣本共同完成綜合應(yīng)力試驗。在前述試驗過程中，每次通電檢測前，先開展不少于5次通斷電。樣本一樣本二樣本三低溫步進試驗振動步進試驗快速溫變試驗高溫步進試驗綜合應(yīng)力試驗圖1可靠性強化試驗策劃示意圖根據(jù)甲方提供的可靠性強化試驗大綱，乙方完成可靠性強化試驗實施細則，并提供不少于3個可靠性強化試驗樣本，開展試驗實施，記錄試驗數(shù)據(jù)，完成紅外探測器組件可靠性強化試驗數(shù)據(jù)報告。（3）紅外探測器組件壽命試驗設(shè)計與實施根據(jù)導(dǎo)致失效的主要應(yīng)力類型，結(jié)合某現(xiàn)役紅外探測器組件的使用剖面，設(shè)計紅外探測器組件壽命試驗剖面，根據(jù)壽命試驗大綱開展壽命試驗?？紤]紅外探測器組件延壽目標為工作壽命不低于4000h，初步擬定通電工作試驗時間不小于4800h，同批次試驗樣本不少于3個。通過實驗室壽命試驗，摸清探測器的工作壽命、首發(fā)故障時間（MTTF）、一次連續(xù)工作時間、推薦使用工況（含連續(xù)工作時間與停機時長的關(guān)系）。根據(jù)甲方提供的壽命試驗方案和大綱，乙方完成可靠性壽命試驗實施細則，并提供不少于3個壽命試驗樣本，開展試驗實施，記錄試驗數(shù)據(jù)，完成紅外探測器組件壽命試驗數(shù)據(jù)報告。（4）某現(xiàn)役紅外探測器組件的延壽方案以及推薦使用方法根據(jù)產(chǎn)品探測器的工作壽命底數(shù)、一次連續(xù)工作時間能力、耐環(huán)境能力，結(jié)合已經(jīng)驗證的壽命模型，給出某現(xiàn)役紅外熱像儀紅外探測器組件的操作使用要求及可靠性提升建議。4技術(shù)指標主要技術(shù)指標包括：1）可靠性強化試驗和壽命試驗總試樣樣件不少于6只；2）壽命試驗時間不低于4800h。5成果形式主要成果包括：a)紅外探測器典型失效模式的失效機理研究報告；b)紅外探測器可靠性強化試驗數(shù)據(jù)報告；c)紅外探測器壽命試驗數(shù)據(jù)報告；d)提供紅外探測器全尺寸數(shù)字模型；e)紅外探測器工作壽命延壽方案及推薦使用方法。