失效分析发展历史与国内失效分析发展的现状与对策一．失效分析发展历史产品丧失规定的功能称为失效.从人类出现开始，失效就与产品相伴随出现.由于远古时代的生产力极为落后，产品也极为简陋，没有科学而言，不可能也没有必要对产品失效的原因进行分析，其对付办法就是更换.以蒸气动力和大机器生产为代表的工业革命给人类带来巨大物质文明的同时，也不可避免地给人类带来了一系列前所未闻的灾难.约在15。年前，人们首先遇到的是越来越多的蒸汽锅炉爆炸事件，在总结这些失效事故的经验教训中，英国于1862年建立了世界上第一个蒸汽锅炉监察局，把失效分析作为仲裁事故的法律手段和和提高产品质量的技术手段.随后在工业化国家中，对失效产品进行分析的机构相继出现.在这一时期，失效分析也大大推动了相关学科的发展.通过对大量锅炉爆炸和桥梁断裂事故的研究，Charpy发明了摆锤冲击试验机，用以检验金属材料的韧性;Wohler通过对1852年公工870年期间火车轴断裂失效的分析研究，揭示出金属的“疲劳”现象，并成功地研制了世界上第一台疲劳试验机;本世纪二十年代，Griffith通过对大量脆性断裂事故的研究，提出了金属材料的脆性断裂理论;在1940一195。年间发生的北极星导弹爆炸事故、二战期间的“自由轮”脆性断裂事故，大大推动了人们对带裂纹体在低应力下断裂的研究，从而在本世纪50年代中后期产生了断裂力学这一新型学科.然而由于科学技术的限制，这一阶段人们对产品的失效虽然具有专门的分析机构，但其分析手段仅限于宏观痕迹以及对材质的宏观检验.如1908年的第一次正式飞行事故调查，其事故结论是螺旋桨桨叶折断，打断了垂尾的张线，使飞机失去操纵而坠毁，当时的证据只不过是铝合金张线上抹有桨叶上的漆.因此这一时期的失效分析虽得到了一定的重视与发展，但人们不可能从宏、微观上揭示产品失效的物理本质与化学本质.这一问题的解决也只是在电子显微学及其它相关学科得到高速发展后才成为可能.因此从工业革命到本世纪50年代末电子显微学取得长足进步前，可看作失效分析发展的第二个阶段.失效分析作为学科分枝则是近半个世纪的事情，即失效分析发展的第三阶段，也就是现代失效分析的发展阶段.本世纪50年代，随着电子行业兴起，首先在电子产品领城里将失效分析的成果应用于产品的可靠性设计，它以数理统计分析为基础，使得失效分析进人了一个新阶段.同时，由于科学技术发展突飞猛进，作为失效分析基础学科-一材料科学与力学的迅猛发展，断口观察仪器的长足进步，特别是分辨率高、放大倍数大、景深长的透射和扫描电子显微镜的先后问世，为失效分析技术向纵深发展创造了有利条件，铺平了道路，并取得了辉煌的成果.同时由于大型运载工具尤其是航空装备的广泛应用，各种失效造成的事故的后果越来越大，影响越来越严重，反过来又大大促使了失效分析的迅猛发展.近半个世纪所积累的失效分析知识与技术，是千百倍于失效分折前两个阶段的总和.但是这种知识并未就此终结，它必然随着人类生产实践的发展和科技的进步而发展.在失效分析发展的第三阶段中，又可细分为两个时期.从60年代到80年代中期为第一时期.在这一时期，由于扫描电子显微镜的问世，使粗糙断口在高倍下的直接观察尤其是断口的细节分析成为可能，因而其失效分析基本上是围绕断裂特征与性质分析来进行的.加之在本世纪60年代之前所进行的失效分析基本上限于材料的力学分析、材料的组织和性能分析、宏观的痕迹分析和材质的冶金检验.因此这一时期的失效分析仅仅局限于从材质冶金等方面去寻找引起断裂失效原因上，而对失效件的力学分析则被认为是结构设计考虑的问题.失效分析的学术活动及其学术组织也都附属于材料学科或理化检测领域，这也是现今的失效分析专家大都来自冶金与材料科学领域的原因之一随着科学技术和制造水平的不断进步，尤其是断裂力学、损伤力学、产品可靠性及损伤容限设计思想的应用和发展，使得产品的可靠性越来越高，一方面产品失效导致的恶性事故数量相对减少但危害及影响越来越大，另一方面产品失效的原因很少是由某一特定因素所致，如1986年美国挑战者号航天飞机爆炸致使7名宇航员遇难、90年代初发生在我国航空装备...