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浅析光照老化测试

发布时间:2021年12月03日 浏览数:17 文章出自:北测可靠性实验室

1、光照老化试验原理

目前常用的光照老化试验方法有氙弧灯老化、荧光紫外灯老化(UV老化)、碳弧灯老化和金属卤素灯老化。

试验目的:

利用人工试验方法验证样品在自然环境下(如太阳光照、下雨、凝露、夜晚等)的老化情况。

适用范围:

高分子材料,如塑料、橡胶、有机玻璃、各种涂层等。

老化原理:

  • 1)高分子材料中的不饱和键吸收高能量紫外线后,发生各种光致化学反应,导致样品颜色变化、龟裂、起邹起泡等不良现象;

  • 2)产品在光照下导致样品表面和底部温度不均匀导致产品开裂/起邹等,或在高温下受到雨淋导致开裂等不良现象。

太阳光光谱:

光照老化测试.jpg

2、光照老化试验分类

序号 项目名称 波长范围 适用范围 备注
1 氙灯老化 300-800nm可见光 汽车材料、各种高分子材料 应用最为广泛
2 UV老化 280-400nm紫外线 各种涂层、纺织品、塑料、橡胶 主要应用于常规消费品
3 碳弧灯老化 300-700nm 主要用于日本等地区的部分行业 逐步被氙灯取代
4 金属卤素灯 300-3000nm 主要电子产品外壳测试 通常太阳辐射试验指的是金属卤素灯

3、氙灯老化介绍

  • 发光光源:氙弧灯

  • 设备类型:旋转式氙灯箱(Atlas Ci4000)、平板式氙灯箱(Q-SUN)

  • 名词术语:

    1、箱体温度/湿度:氙灯试验箱里面的环境温度/湿度;

    2、辐照功率/强度:光照在某一波段的辐照功率。氙灯的辐照功率主要有以下几种表达方式:@340nm;@420nm;@300-400nm;@300-800nm。

    一般认为,夏天正午的太阳辐照强度为:0.55W /m2@340nm、1.12W /m2@420nm、60W /m2@300-400nm、550W/m2 @300-800nm。

    3、黑板温度(Black Panel Temperature, BPT): 黑板温度计的表面温度,用于模拟试样表面温度;

    4、黑标温度(Black Standard Temperature, BST ):黑标温度计的表面温度,用于模拟试样表面温度; BPT和BST二取一即可。一般认为BST比BPT大10%左右。

    5、辐照量:样品受到的光照辐射总能量,单位为J(KJ、MJ)。通过辐照量和辐照强度,可以计算出测试时间。

    6、循环模式:光照:模拟白天;黑暗:模拟夜晚;光照+喷淋:模拟白天下雨。

  • 氙灯测试常见测试标准:

    1、塑料件:GB/T 16422.2-2014(ISO 4892-2)

    2、纺织品:GB/T 8430(ISO 105-B02)

    3、美标:ASTM G155

    4、汽车内饰件:SAE J2412,各企业标准

    5、汽车外饰件:SAE J2527,各企业标准

4、UV老化介绍

灯管类型

UVA 340:模拟户外自然老化,是使用率最高的灯管;

UVA-351灯管:模拟透过窗玻璃太阳光的老化

UVB-313灯管:条件最为严格,QC和研发用最好,推荐用于耐久性材料(屋顶材料或一些外用涂料)测试;

常见标准:

塑料件:GB/T 16422.3 (ISO 4892-3)

色漆和清漆:GB/T 23987 (ISO 11507)

美标:ASTM G154,ASTM D4329

5、碳弧灯老化介绍

发光光源:碳棒

分类:阳光型碳弧灯(开放型)、紫外型碳弧灯(封闭型)

测试标准:GB/T 16422.4(开放型碳弧灯)

6、金属卤素灯老化介绍

测试标准:GB/T 2423.24、IEC 60068-2-5

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