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材料耐候性老化測試原理及相關設備

發布于:2019-06-11T09:06:23 閱讀次數:1433

老化損害主要由三個因素引起:光照,高溫和潮濕。這三個因素中的任一個都會引起材料老化,它們的共同作用,大于其中任一因素造成的危害。

光照

高分子材料的化學鍵對太陽光中不同波段的光線的敏感性不同,一般對應一個閾值,太陽光的短波段紫外線是引起大部分聚合物物理性能老化的主要原因。

高溫

溫度越高,化學反應速度越快。老化反應是一種光致化學反應,溫度不影響光致化學反應中的光致反應速度,卻影響后繼化學反應速度。因此溫度對材料老化的影響往往是非線性的。

潮濕

水會直接參與材料老化反應。露水,雨水及濕度是自然條件中水的幾個主要表現形式。研究表明,戶外材料每天都將長時間處于潮濕狀態(平均每天長達 8-12 個小時) 。而露水是戶外潮濕的主要原因。露水造成的危害比雨水更大,因為它附著在材料上的時間更長,形成更為嚴酷的潮濕侵蝕。

相關測試儀器

QUV 紫外線老化試驗箱利用熒光紫外線燈來模擬太陽光對耐久性材料造成損害的威脅因素。這些燈在電學原理上與普通照明用的燈很相似,但它主要發射紫外線而非可見光或紅外線。

紫外老化試驗箱

輻照度控制

為了達到精確且可重復的測試結果,有必要控制輻照度(光強)。大多數 QUV 紫外老化試驗箱裝備有日光眼照度控制器。這種精確的光控系統為使用者提供了選擇輻照度控制的優勢。利用日光眼的反饋循環系統,可以連續、自動地控制且精確地保持輻照度。日光眼靠調整燈的功率來自動補償燈的老化以及其他因素造成的光強變化。在僅僅幾天或幾周內,QUV 能模擬在室外經幾個月甚至幾年所造成的損害。

在 QUV紫外老化試驗箱 內部,因熒光紫外線燈固有的光譜穩定性,發光控制系統被簡化。隨著燈管的老化,所有光源的輸出都會發生衰減。然而,不像大多數其它類型的燈,熒光燈的光譜不會隨時間而變。這提高了測試結果的可重復性,也是用 QUV 進行測試的一個主要的優點。

溫度控制

在 QUV紫外老化試驗箱 中,溫度的控制也很重要,因為溫度影響材料老化的速率。紫外試驗箱一般是通過黑板溫度計或黑標溫度計來精確控制樣品表面溫度。

潮濕模擬

在 QUV 紫外老化試驗箱冷凝循環過程中,測試室底部的水槽被加熱用來產生蒸汽。在較高的溫度下,熱蒸汽使測試室內保持 100%的相對濕度。QUV 中,測試樣品實際上形成測試室的側壁,樣品的另一面暴露在室內周圍的空氣中。室內相對較冷的空氣就使得測試樣品的表面比測試室內的熱蒸汽的溫度低好幾度。這一溫度差造成通過冷凝循環在樣品表面液態形式的水慢慢冷凝而成。除了標準的冷凝機制,QUV 還可用水噴淋系統來模擬其它一些損害情況,比如熱沖擊或機械腐蝕。使用者可操作 QUV 來產生潮濕循環并伴隨紫外線,這一模擬與自然老化非常相似。

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