低輻照度紫外老化試驗(yàn)(長期暴露模擬)

產(chǎn)品介紹

低輻照度紫外老化試驗(yàn)是采用低強(qiáng)度紫外光源的加速老化試驗(yàn)方法，通過模擬低輻照度條件下的長期紫外暴露環(huán)境，評(píng)估材料在溫和紫外輻射條件下的長期老化行為和性能衰減規(guī)律。高輻照度紫外老化試驗(yàn)雖然能夠加速材料老化，縮短試驗(yàn)周期，但由于試驗(yàn)過程中紫外強(qiáng)度遠(yuǎn)高于自然環(huán)境的實(shí)際水平，容易引發(fā)與實(shí)際使用不一致的異常老化機(jī)理，如過度光氧化、熱應(yīng)力開裂和異常黃變等。低輻照度紫外老化試驗(yàn)采用接近自然環(huán)境的紫外輻照度水平，通常為0.3W/m2至0.55W/m2@340nm，通過延長試驗(yàn)周期來模擬材料的長期老化行為，能夠更準(zhǔn)確地反映材料在戶外自然環(huán)境中的實(shí)際老化過程和服役壽命，特別適用于光伏組件、建筑外墻材料、汽車外飾件和戶外電子設(shè)備等需要長期服役的材料的可靠性評(píng)價(jià)和壽命預(yù)測。

低輻照度紫外老化試驗(yàn)的核心價(jià)值在于實(shí)現(xiàn)材料老化機(jī)理的真實(shí)性。高輻照度紫外老化試驗(yàn)雖然加速因子高，但過高的紫外強(qiáng)度和溫度容易引發(fā)異常的老化機(jī)理。例如，塑料材料在高紫外強(qiáng)度下容易發(fā)生過度光氧化和熱應(yīng)力開裂，這些異常老化現(xiàn)象在實(shí)際使用環(huán)境中很少出現(xiàn)。低輻照度紫外老化試驗(yàn)采用接近自然環(huán)境的紫外強(qiáng)度和溫度條件，避免了異常老化機(jī)理的引入，老化行為更加接近實(shí)際使用情況，老化預(yù)測更加準(zhǔn)確可靠。對于光伏組件、汽車外飾件、建筑材料等長期服役的關(guān)鍵部件，低輻照度紫外老化試驗(yàn)?zāi)軌蛱峁└煽康膲勖A(yù)測結(jié)果，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化、材料選型和質(zhì)量控制提供科學(xué)依據(jù)。

檢測項(xiàng)目

低輻照度紫外老化試驗(yàn)的檢測項(xiàng)目主要包括外觀變化、力學(xué)性能變化、光學(xué)性能變化、電學(xué)性能變化和化學(xué)性能變化五個(gè)方面。外觀變化檢測項(xiàng)目包括黃變指數(shù)、色差、光澤度變化、表面缺陷和粉化程度。黃變指數(shù)按ASTM E313或GB/T 3979測定，塑料和涂層材料長期老化后黃變指數(shù)ΔYI要求不超過4.0至6.0.黃變會(huì)影響材料的外觀美觀。色差采用分光測色儀按CIELAB色空間測定ΔEab值，汽車外飾件長期老化后色差ΔEab要求不超過3.5.外墻涂料長期老化后色差ΔE*ab要求不超過5.0.光澤度采用60°角光澤度計(jì)測定，外飾件長期老化后光澤度保持率要求不低于50%，涂層長期老化后光澤度保持率要求不低于40%。表面缺陷按ISO 4628系列標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定，包括開裂、起泡、剝落和粉化等級(jí)，要求無2級(jí)及以上開裂、起泡或剝落，粉化等級(jí)不超過2級(jí)。粉化程度采用手拭法測定，用白布擦拭表面，觀察白布上是否沾有粉狀物，要求無明顯粉化。

化學(xué)性能變化檢測項(xiàng)目包括分子量分布、氧化誘導(dǎo)時(shí)間、羰基指數(shù)、交聯(lián)度和乙酸含量。分子量分布采用凝膠滲透色譜法(GPC)測定，塑料材料長期老化后分子量下降要求不超過40%，分子量下降表明材料發(fā)生降解。氧化誘導(dǎo)時(shí)間按GB/T 19466.6測定，長期老化后氧化誘導(dǎo)時(shí)間下降要求不超過60%，氧化誘導(dǎo)時(shí)間下降表明材料的抗氧化能力降低。羰基指數(shù)采用紅外光譜法測定，長期老化后羰基指數(shù)增加反映材料的光氧化程度，羰基指數(shù)是評(píng)價(jià)材料老化程度的重要指標(biāo)。交聯(lián)度采用凝膠含量或溶脹法測定，交聯(lián)材料長期老化后交聯(lián)度變化要求不超過±25%，交聯(lián)度變化會(huì)影響材料的力學(xué)性能和耐熱性能。乙酸含量采用離子色譜法測定，EVA封裝材料長期老化后乙酸含量要求不超過1.0mg/g，乙酸產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致封裝材料腐蝕和脫膠。

檢測方法

低輻照度紫外老化試驗(yàn)的檢測方法主要分為低輻照度紫外加速老化試驗(yàn)、低輻照度氙燈老化試驗(yàn)和低輻照度戶外暴露模擬試驗(yàn)三種類型。低輻照度紫外加速老化試驗(yàn)使用低強(qiáng)度UV-A 340nm熒光燈，按照GB/T 16422.3-2014標(biāo)準(zhǔn)或ASTM G154標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置試驗(yàn)條件，輻照強(qiáng)度控制在0.3W/m2至0.55W/m2@340nm，試驗(yàn)溫度60℃±2℃，4小時(shí)紫外+4小時(shí)冷凝循環(huán)或8小時(shí)紫外+4小時(shí)噴淋循環(huán)，試驗(yàn)周期2000小時(shí)至5000小時(shí)，適用于長期老化行為研究和壽命預(yù)測。低輻照度紫外加速老化試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是紫外強(qiáng)度低、試驗(yàn)條件溫和、老化機(jī)理接近實(shí)際使用，缺點(diǎn)是試驗(yàn)周期長、成本高，適用于高duan材料的質(zhì)量控制和可靠性驗(yàn)證。

低輻照度戶外暴露模擬試驗(yàn)結(jié)合低輻照度紫外、溫度循環(huán)、濕度循環(huán)和噴淋等多種環(huán)境應(yīng)力，模擬材料在戶外實(shí)際使用條件下的老化環(huán)境，試驗(yàn)周期3000小時(shí)至8000小時(shí)，適用于高duan材料的可靠性評(píng)價(jià)和壽命預(yù)測。試驗(yàn)條件包括紫外輻照階段(50℃至55℃，紫外輻照)和濕熱階段(85℃，85%RH，無紫外)的循環(huán)，循環(huán)周期12小時(shí)至24小時(shí)，結(jié)合噴淋、凍融等環(huán)境應(yīng)力，模擬更加復(fù)雜的戶外環(huán)境。該試驗(yàn)方法能夠模擬多種環(huán)境應(yīng)力協(xié)同作用下的材料老化行為，特別適用于戶外建筑材料、汽車材料、光伏材料和電子材料的長期可靠性評(píng)價(jià)。

試驗(yàn)運(yùn)行前需進(jìn)行輻照強(qiáng)度校準(zhǔn)、溫度校準(zhǔn)、濕度校準(zhǔn)和均勻性測試。輻照強(qiáng)度校準(zhǔn)使用紫外輻照計(jì)在試樣表面多個(gè)位置測量340nm波長下的輻照度，確保輻照強(qiáng)度在0.3W/m2至0.55W/m2@340nm范圍內(nèi)，試驗(yàn)箱內(nèi)各位置輻照強(qiáng)度均勻度應(yīng)優(yōu)于85%，每500小時(shí)進(jìn)行一次校準(zhǔn)。溫度校準(zhǔn)使用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶在試驗(yàn)箱內(nèi)多個(gè)位置測量溫度，確保溫度控制精度±1℃，低輻照度試驗(yàn)溫度通?？刂圃?0℃至60℃，避免高溫加速老化。濕度校準(zhǔn)使用標(biāo)準(zhǔn)濕度傳感器定期校準(zhǔn)設(shè)備，確保相對濕度控制精度±5%RH。均勻性測試通過在箱體內(nèi)不同位置放置標(biāo)準(zhǔn)硅橡膠試樣，定期進(jìn)行老化試驗(yàn)，驗(yàn)證試驗(yàn)條件穩(wěn)定性和均勻性。