材料可靠性试验UV老化测试试验箱技术探讨

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材料UV老化测试

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高分子材料(包括塑料、橡胶、纤维、涂料等)的老化,主要是指材料在加工、贮存或使用过程中,由于受到热、光、氧、机械应力、臭氧、有害金属离子、辐射等外界因素的影响,使材料内部发生物理或化学变化,性能变劣,而逐渐失去使用价值的现象。

UV老化主要用于涂料油墨油漆、树脂、塑料、印刷包装、铝型材、粘合剂、汽车摩托车工业、化妆品、金属、电子、电镀、医药等。UV老化试验箱可以模拟由阳光、雨水和露水对材料造成的危害,QUV利用荧光紫外(UV)灯模拟阳光照射的效果,利用冷拟湿气雨水和露水,被测试材料放置于一定温度下的光照和潮气交替的循环程序中进行测试,QUV用数天或数周的测试,即可重现户外数月至数年出现的危害。危害类型包括:褪色、变色、失光、粉化、裂痕、浑浊、泡化、脆化、强度衰退和氧化。

UV紫外老化试验箱




  1.  UV老化测试相关标准



1).  GB/T 14522《机械工业产品用塑料、涂料、橡胶材料人工气候加速试验方法》

2).  GB/T 16422.3《塑料 实验室光源暴露试验方法 第3部分:荧光紫外灯》

3).  ISO 4892-3《Plastics. Methods of exposure to laboratory light sources. Part 3:Fluorescent Uv Lamps》

4).  ASTM G154《Standard Practice for Operating FluorescentLightApparatus for Exposure of Non-Metallic Materials》

5).  ASTM D4329《Standard Practice for FluorescentUVExposureofPlastics》





  2.  测试影响因素



1).  UV灯管类型;

2).  辐照强度;

3).  光照过程中和非光照时的温度;

4).  非光照类型:冷凝和喷淋;

5).  水温和润湿周期;

6).  光照和暗周期的相对时间长度;

7).  测试总时间或总循环数。


  3.  UV灯管

阳光中的紫外线是造成大多数材料耐久性能破坏的主要因素。我们使用紫外灯来模拟阳光中的短波紫外部分,它产生很少的可见光或红外光谱能量。我们可以根据不同的测试要求选择不同波长的UV紫外灯,因为每种灯在总的紫外线辐照能量和波长都不一样。通常,UV灯管可分为UVA和UVB两种。

UVA-340灯管:UVA-340 灯管可极好地模拟太阳光中的短波紫外光,即从365 纳米到太阳光截止点 295 纳米的波长范围。

UVA-351灯管:模拟透过窗玻璃的阳光紫外光,它对于测试室内材料的老化最为有效。

UVB-313灯管:UVB-313 灯管发出的短波紫外光比通常照射在地球表面的太阳紫外线强烈,从而可以最大程度的加速材料老化。然而,该灯管可能会对某些材料造成不符合实际的破坏。UVB-313 灯管主要用于质量控制和研究开发,或对耐候性极强的材料进行测试。





  4.  辐照强度



通过对照射强度控制可得到精确性和重复性好的测试结果。紫外光老化试验装置配备了辐照度控制系统。这些精确的辐照度控制系统使用户做试验时能选择辐照度量。通过反馈控制系统,辐照度能被连续和自动地监控并精确地得到控制。控制系统通过调节灯管的功率而自动地对因灯管老化或其他原因造成的照度不足进行补偿。





  5.  潮湿冷凝环境



在很多户外环境中,材料每天的潮湿时间可长达12小时。研究表明造成这种户外潮湿的主要因素是露水,而不是雨水。通过独特的冷凝功能来模拟户外的潮湿侵蚀。在试验过程中的冷凝循环中,测试室底部蓄水池中的水被加热以产生热蒸气,并充满整个测试室,热蒸汽使测试室内的相对湿度维持在100%,并保持一个相对高温。试样被固定在测试室的侧壁,从而试样的测试面曝露在测试室内的环境空气中。试样向外的一面暴露在自然环境中具有冷却效果,导致试样内外表面具备温差,这一温差的出现导致试样在整个冷凝循环过程中,其测试面始终有冷凝生成的液态水。 

由于户外曝晒接触潮湿的时间每天可以长达十几小时,因此典型的冷凝循环一般持续几个小时。我们提供两种潮湿模拟方法。应用最多的是冷凝方法,它是模拟户外潮湿侵蚀的最好方法。因为有些应用条件也要求使用水喷淋以达到实际的效果,所以UV老化既可运行冷凝循环又可运行水喷淋循环。      





  6.  水喷淋系统准



对于某些应用而言,水喷淋能更好地模拟最终使用的环境条件。水喷淋在模拟由于温度剧变和由于雨水冲刷所造成的热冲击或机械侵蚀是非常有效的。在某些实际应用条件下,例如阳光下,聚集的热量由于突降的阵雨而迅速消散时,材料的温度就会发生急剧变化,产生热冲击,这种热冲击对于许多材料而言是一种考验。UV老化的水喷淋可以模拟热冲击和/或应力腐蚀。

喷淋系统可运行几分钟然后关闭。这短时间的喷水可快速冷却样品,营造热冲击的条件。





  7.  温度控制



在每个循环中,温度都可控制在一个设定值。同时黑板温度计可以监控温度。温度的提高可以加速老化的进程,同时,温度的控制对于测试的可再现性也是很重要的。





  8.  UV老化的特点



国外氙弧辐射和紫外光老化试验都是应用广泛的试验方法。这两种方法是基于完全不同的原理。氙灯照射试验箱仿制全部的太阳光谱,包括紫外光、可见光和红外光,其目的是模拟太阳光。而紫外光老化试验并不企图仿制太阳光线,而只是模仿太阳光的破坏效果。它是基于这样的原理,长期在室外暴露的耐久性材料,受短波紫外光照射引起的老化损害最大。


2018年10月12日 11:43
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