光老化实验试验基础培训.ppt

实验室光老化实验基础,主讲：颜景莲,内容概要,老化基本因素 试验室老化技术 碳弧灯老化试验,不得不进行测试(规定要求) 65% 与竞争对手的材料进行比较 15% R&D 10% 保修要求/其它 10%,为什么测试？,为什么测试？,为什么测试？,根据材料性能分级 将新材料与“已知”材料进行比较 找出可能的失效机理 评估表面处理或其它处理方法 确定相关性 预测产品使用寿命,1. 老化基本因素,光：质量/数量 水：数量/相态 温度：数量/循环,UV 紫外线,295-400nm,6.8%,Visible 可见光,400-800nm,55.4%,IR 红外线,800-2450nm,37.8%,以上数据引自CIE出版物85表4,1.1 光能,UVA,UVB,UVC,Visible,IRA,IRB,IRC,200,280,315,400,800,1400,3000,1,000,000,日光组成,波长越短, 光子能量越高。短波可能具备足够的能量打断化学键。,波长(nm),相对光能,250,300,350,400,450,500,550,600,700,800,650,750,E = h = h c/,E = Energy 光能 h = Plancks Constant 普朗克常数 = Frequency 频率 c = Velocity 光速 = Wavelength 波长,日光辐射,水平面,日光辐射 (总辐射),1.2 水/湿度,相态：气态/液态/固态 物理作用： 水合/脱水过程(气态/液态) 结冰/解冻循环（固态/液态） 侵蚀(液态) 热冲击(液态) 冲击(固态),化学作用 溶剂(气态/液态) 试剂/水解介质(气态/液态) pH 调节剂(气态/液态),水/湿度,直接影响 热化作用 反应速度 膨胀/收缩系数,协同作用 试样温度 最高温度 蒸发/挥发,1.3 热/温度,模拟并加速 光：质量/昼夜循环 水：湿度/降雨/冷凝 温度,2. 试验室老化技术,理想特性 重复性 重现性 独立控制各应力,2.1 实验室老化,基准日光谱,基准日光谱,基准日光谱,聚合物敏感波长,2.2 实验室模拟日光,碳弧灯 紫外光 氙弧灯 其它光源,碳弧灯,封闭式/紫外型碳弧灯 开放式/阳光型碳弧灯,碳弧灯与日光光谱,结论 不能精确模拟自然日光； 可作为筛选工具； 在一些汽车标准中仍然使用。,碳弧灯,荧光灯光源: UVB-313 UVB-FS40 UVA-340 UVA-351,紫外光,紫外灯与日光光谱,紫外光源,结论 不能精确模拟自然日光，仅包括紫外部分； 可作为材料筛选工具； 相关性较差；,氙弧灯,氙弧灯,氙弧燃烧器,氙弧灯组合,氙弧灯,波长纳米,(W/m2/nm) 辐照度,日光 红外吸收涂层/ 钠钙玻璃,氙弧灯与日光光谱,氙弧灯,结论 精确模拟自然日光 独立控制应力因素 良好的重复性与重现性,要兼顾相关性与加速性，采取折衷的办法； 试验越快，越有可能不相关； 10或更高的加速因子都是由材料/环境决定的； 没有通用的相关因子； 相关因子由经验获得。,相关性,降低相关性的因素 短波曝晒 高强度曝晒 连续光照曝晒 不真实的试样温度 不同颜色材料之间的不真实/不存在的温差 不真实/不存在的温度循环 不真实/不存在水分分布,相关性,3. 碳弧灯老化试验,ASTM D750 - 06 橡胶材料的碳弧灯老化试验装置 ASTM D822 - 01(2006) 涂层的开放式碳弧灯试验方法 JIS A 1415-1999 聚合物建筑材料暴露于试验室光源的方法 JIS D0205-1987 汽车零部件耐候性试验方法 AATCC 16-2004. 色牢度,JIS D0205-1987,准备：标识样品，初始测量，平板形，尺寸：70150mm 。 安装：样品安装在夹具上，应当不承受任何应力。 暴露：试验前应确定试验箱能够按照并维持规定条件运行。 调整：每20小时调整一次样品位置。 移出：在规定的时间之后，应当移出样品，并尽快按照进行评价测量。 维护：定时更换和清洗氙弧灯、更换和清洗滤管。,测试步骤,表面状况 应当对样品的暴露面进行外观缺陷的检查（如裂纹、粉化、污 点、剥落以及开裂）。 变色 对于非单色或