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&D10%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=hc/,E=Energy光能h=PlancksConstant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-313UVB-FS40UVA-340UVA-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,ASTMD750-06橡胶材料的碳弧灯老化试验装置ASTMD822-01(2006)涂层的开放式碳弧灯试验方法JISA1415-1999聚合物建筑材料暴露于试验室光源的方法JISD0205-1987汽车零部件耐候性试验方法AATCC16-2004.色牢度,JISD0205-1987,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）。变色对于非单色或者纹