光老化實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)基礎(chǔ)培訓(xùn).ppt

實(shí)驗(yàn)室光老化實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),主講：顏景蓮,內(nèi)容概要,老化基本因素 試驗(yàn)室老化技術(shù) 碳弧燈老化試驗(yàn),不得不進(jìn)行測(cè)試(規(guī)定要求) 65% 與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的材料進(jìn)行比較 15% R&D 10% 保修要求/其它 10%,為什么測(cè)試？,為什么測(cè)試？,為什么測(cè)試？,根據(jù)材料性能分級(jí) 將新材料與“已知”材料進(jìn)行比較 找出可能的失效機(jī)理 評(píng)估表面處理或其它處理方法 確定相關(guān)性 預(yù)測(cè)產(chǎn)品使用壽命,1. 老化基本因素,光：質(zhì)量/數(shù)量 水：數(shù)量/相態(tài) 溫度：數(shù)量/循環(huán),UV 紫外線,295-400nm,6.8%,Visible 可見光,400-800nm,55.4%,IR 紅外線,800-2450nm,37.8%,以上數(shù)據(jù)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,日光組成,波長(zhǎng)越短, 光子能量越高。短波可能具備足夠的能量打斷化學(xué)鍵。,波長(zhǎng)(nm),相對(duì)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 普朗克常數(shù) = Frequency 頻率 c = Velocity 光速 = Wavelength 波長(zhǎng),日光輻射,水平面,日光輻射 (總輻射),1.2 水/濕度,相態(tài)：氣態(tài)/液態(tài)/固態(tài) 物理作用： 水合/脫水過程(氣態(tài)/液態(tài)) 結(jié)冰/解凍循環(huán)（固態(tài)/液態(tài)） 侵蝕(液態(tài)) 熱沖擊(液態(tài)) 沖擊(固態(tài)),化學(xué)作用 溶劑(氣態(tài)/液態(tài)) 試劑/水解介質(zhì)(氣態(tài)/液態(tài)) pH 調(diào)節(jié)劑(氣態(tài)/液態(tài)),水/濕度,直接影響 熱化作用 反應(yīng)速度 膨脹/收縮系數(shù),協(xié)同作用 試樣溫度 最高溫度 蒸發(fā)/揮發(fā),1.3 熱/溫度,模擬并加速 光：質(zhì)量/晝夜循環(huán) 水：濕度/降雨/冷凝 溫度,2. 試驗(yàn)室老化技術(shù),理想特性 重復(fù)性 重現(xiàn)性 獨(dú)立控制各應(yīng)力,2.1 實(shí)驗(yàn)室老化,基準(zhǔn)日光譜,基準(zhǔn)日光譜,基準(zhǔn)日光譜,聚合物敏感波長(zhǎng),2.2 實(shí)驗(yàn)室模擬日光,碳弧燈 紫外光 氙弧燈 其它光源,碳弧燈,封閉式/紫外型碳弧燈 開放式/陽(yáng)光型碳弧燈,碳弧燈與日光光譜,結(jié)論 不能精確模擬自然日光； 可作為篩選工具； 在一些汽車標(biāo)準(zhǔn)中仍然使用。,碳弧燈,熒光燈光源: UVB-313 UVB-FS40 UVA-340 UVA-351,紫外光,紫外燈與日光光譜,紫外光源,結(jié)論 不能精確模擬自然日光，僅包括紫外部分； 可作為材料篩選工具； 相關(guān)性較差；,氙弧燈,氙弧燈,氙弧燃燒器,氙弧燈組合,氙弧燈,波長(zhǎng)納米,(W/m2/nm) 輻照度,日光 紅外吸收涂層/ 鈉鈣玻璃,氙弧燈與日光光譜,氙弧燈,結(jié)論 精確模擬自然日光 獨(dú)立控制應(yīng)力因素 良好的重復(fù)性與重現(xiàn)性,要兼顧相關(guān)性與加速性，采取折衷的辦法； 試驗(yàn)越快，越有可能不相關(guān)； 10或更高的加速因子都是由材料/環(huán)境決定的； 沒有通用的相關(guān)因子； 相關(guān)因子由經(jīng)驗(yàn)獲得。,相關(guān)性,降低相關(guān)性的因素 短波曝曬 高強(qiáng)度曝曬 連續(xù)光照曝曬 不真實(shí)的試樣溫度 不同顏色材料之間的不真實(shí)/不存在的溫差 不真實(shí)/不存在的溫度循環(huán) 不真實(shí)/不存在水分分布,相關(guān)性,3. 碳弧燈老化試驗(yàn),ASTM D750 - 06 橡膠材料的碳弧燈老化試驗(yàn)裝置 ASTM D822 - 01(2006) 涂層的開放式碳弧燈試驗(yàn)方法 JIS A 1415-1999 聚合物建筑材料暴露于試驗(yàn)室光源的方法 JIS D0205-1987 汽車零部件耐候性試驗(yàn)方法 AATCC 16-2004. 色牢度,JIS D0205-1987,準(zhǔn)備：標(biāo)識(shí)樣品，初始測(cè)量，平板形，尺寸：70150mm 。 安裝：樣品安裝在夾具上，應(yīng)當(dāng)不承受任何應(yīng)力。 暴露：試驗(yàn)前應(yīng)確定試驗(yàn)箱能夠按照并維持規(guī)定條件運(yùn)行。 調(diào)整：每20小時(shí)調(diào)整一次樣品位置。 移出：在規(guī)定的時(shí)間之后，應(yīng)當(dāng)移出樣品，并盡快按照進(jìn)行評(píng)價(jià)測(cè)量。 維護(hù)：定時(shí)更換和清洗氙弧燈、更換和清洗濾管。,測(cè)試步驟,表面狀況 應(yīng)當(dāng)對(duì)樣品的暴露面進(jìn)行外觀缺陷的檢查（如裂紋、粉化、污 點(diǎn)、剝落以及開裂）。 變色 對(duì)于非單色或