材料老化是指材料在加工、儲存、使用過程中,受到自然界內外因素綜合作用的影響,引發材料化學結構發生變化,導致原有的物性發生改變,往往會產生不好的結果,這種現象我們通稱為“老化”。
材料的這種化學變化過程十分復雜,是內外因素綜合作用的結果,是一個漸變的過程,往往短時間內看不出效果。所以為了能快速的判斷評價一種材料的老化好壞,實驗室往往會根據材料的不同應用環境及要求,模擬出類似的加速試驗環境,設計出針對性的試驗方法及判定標準。
老化類型 | 說明 | |
1 | 熱空氣暴露老化 | 評估材料耐熱氧老化 |
2 | 自然大氣老化 | 將材料暴露在大氣環境中評估材料耐老化情況 |
3 | 實驗室加速老化 | 近似評估材料在自然光環境下的耐候性能 |
4 | 鹽霧腐蝕 | 模擬酸堿腐蝕環境,評估材料耐大氣腐蝕性能 |
5 | 其他老化測試 | 抗菌試驗、耐疲勞測試、溫度交替循環試驗 |
本文主題“氙燈加速老化試驗”是屬于實驗室光源曝露加速老化的一種。一般實驗室研發人員會根據實際的目的,而選用不同的試驗方法或試驗組合。比如不同的材料之間或不同配方的快速評估。會選擇UVA340光源的紫外老化試驗箱進行試驗;比如戶外耐候性材料之間的快速對比,會選擇UVB313光源的紫外老化試驗箱進行試驗;比如評估一種材料適不適合戶外使用,一般會選氙燈老化試驗箱。
市場上常見的氙燈老化試驗設備有轉鼓式的和平板式的兩種,一般來說轉鼓式的空間較大,輻照會膠均勻;平板式的空間較小。但不管哪種,都必須包含下面這些過程控制因素才能滿足試驗進行。
序號 | 試驗方法 | 說明 | |||
1 | 紫外燈 | UVA340 | 不同配方對比 | 較快、模擬程度較差,一般用于材料對比分析 | |
UVA351 | 模擬透過玻璃窗的UV光,用于一般室內產品 | ||||
UVB313 | 適用于戶外材料 | ||||
2 | 氙燈老化試驗箱 | 日光過濾片 | 適用戶外產品 | 最接近地面光照環境 | |
窗玻璃過濾片 | 適用室內產品 | ||||
紫外延展過濾片 | 快速對比評估 | ||||
3 | 碳弧氙燈老化 | 模擬程度差 | 一般作對比分析 | ||
4 | 金屬鹵素燈老化 | 模擬程度高 | 一般用戶材料耐候性評估 |
目前來說,氙燈是一種比較好的光源,通過更換慮光器,其可以較好的模擬戶外自然太陽光和透過窗玻璃的太陽光等其檢測結果能夠很好的模擬產品實際的耐候性,根據戶外自然條件的不同,一般1000h試驗時間大概近似模擬1-2年戶外效果,但氙燈成本較高(10000-20000元),壽命較短(1000-2000h),運行時間較長(戶外材料評估一般至少5000h),試驗運行成本較高(約10元/h),因此一般企業難以承受,基本都委托專業第三方檢測。