光照輻射老化測試實驗

光照輻射老化測試實驗

       光照輻射一般分為戶外暴曬測試和人工加速老化測試兩大類。戶外暴曬，顧名思義就是把待測樣品暴露在自然條件下，充分享受上天的陽光與雨露的恩澤，來驗證材料的性能。這種方式的好處就是測試結果更接近于真實情況，而且便宜、易于操作。在美國的佛羅里達和亞利桑那就有大型的戶外暴曬試驗場。

　　佛羅里達州和亞利桑那的亞熱帶老化曬不僅是真實的，也是加速的。佛羅里達州一年的陽光可產生在其他地方進行好幾年的老化。佛羅里達測試場陽光輻照強度大，每年的紫外線強、全年高溫、雨量充沛且濕度高。正是這種紫外線、濕度和高溫的協同效應使邁阿密成為戶外環境中測試材料耐久性的理想之地。這種陽光充足、潮濕和溫暖的極端氣候已證明對某些類型的測試特別有用，包括顏色變化、褪色和光澤損失，開裂、剝落、粉化和起泡，機械的強度損失和物理降解，濕度敏感性產品如涂料、建筑材料、以及一些塑料生物降解，包括霉、霉菌、真菌和漠類，加速離蝕測試，各種不同的曝曬技術。

　　在佛羅里達，各種樣品安裝和曝曬技術可用于自然和戶外加速曝曬測試：直接爆題：直接曝曬用于測試許多戶外用材，如工業涂料等。把樣品牢固安裝好，讓前表面朝向太陽。不同的曝曬角度和安裝方法適合不同的應用。

　　玻璃框下課題：這種曝曬方式用于測試室內材料，如紡織品和印刷油墨等。樣品放置在3毫米厚的玻璃下面，玻璃將過濾掉短波紫外錢。曝曬通常以45度角進行。

　　黑箱題：這些測試可再現車輛水平表面上的狀況，包括高溫和潮濕。玻璃黑箱下的曝曬適用于測試汽車內飾材料。

　　AIM箱（汽車內飾材料）

　　這種玻璃下曝曬可模擬汽車內部環境和適合安裝較大部件（如儀表板），AIM箱有太陽跟蹤功能鹽露加速戶外腐蝕

　　鹽霧直接曝曬可以產生快速而真實的腐蝕，尤其是對有涂層的金屬。

　　毒菌測試：在佛羅里達進行的曝曬測試中，面板通常是朝北90度角，垂直放置以減少陽光，降低表面溫度并增加濕度 此外，樣品可放在植被附近或植被下面，以促進霉菌生長。

　　傳統的醬油行業都在使用，好醬油是曬出來的，曬足180天。（注意：我們這里不是醬油廣告，我們都是打醬油的）

　　但是大部分制造商不愿意等上幾年的時間來觀察一種新的改良的產品設計是否真的得到改進，所以室內人工加速老化的方式是大家更能接受的，畢竟時間就是金錢，加班熬夜都是為了項目趕進度。人工加速老化又基本分為：紫外輻射老化測試和模擬太陽光譜輻射老化測試。

　　紫外輻射與太陽光輻射測試的區別

　　現實工作中，進行上述測試都是參照相關的標準來執行。常見的標準，比如有：ASTM G154（使用熒光紫外線設備對非金屬材料進行曝露的測試方法），ASTM G155（使用會燈設備對非金屬材料進行曝露的測試方法）以及GB2423.24（模擬地面上的太陽輻射）：等同IEC60068-2-5整理部分標準清單如下：人工加速光老化試驗

　　缶瓜燈老化試驗（ASTMG155，AS4459，AS2565，AS6695，IS04892-2，IS011341，IS0 105-B02，IS0105-B04，IS0105-B06，I504665，IS03917，GB/T1865，GB/T16422.2.SAEJ2412，SAEJ2527等）

　　a燈測試（高輻照度試驗（ASTMG155，NESM0135中1-2-1A，2-2-1，NESM0141等）

　　熒光紫外燈老化試驗（ASTMG154，AS4329，AS499，ASTM *5208，AS4587，ISO 4892-3，IS011507，SAE/2020，GB/T16422.3，GB/T14522等）

　　金屬鹵素燈老化試驗（DIN75220，IEC60068-2-5，ISO9022-9，IS012097-2，MILSTD810F等）

　　紅外燈老化試驗（NES M0131，PV2005等

　　陽光碳弧燈老化試驗箱（GB/T16422.4，IS04892-4，ASTMG152.JIS B7753.JIS D0205等）

　　紫外碳 燈老化試驗箱（IS L0842 2004，AATCC16方法1，JISA1415 1999，TSL0601G等

　　紫外輻射

　　根據ASTM G154的介紹，UV（紫外）不能模擬全光譜太陽光。它的原理是，對于曝露在室外的經久耐用的材料，紫外線的短波段波長300~400nm是引起老化損害的主要原因。從下圖可以看出，在紫外線的短波區域，即從365nm到太陽光的波段，UV熒光燈能很好地模擬太陽光，然而，對于長一點的波長它將無能為力。

　　UV測試主要使用熒光燈紫外燈來模擬紫外光測試，根據光譜能量分布來，UW分為：UVA-340，UVA-351和UVB-313.

　　UVA-340：主要用途是模擬太陽光紫外部分中的中短波長范圍，一般用于戶外產品的光老化試驗。

　　UVA-351：主要用途是模擬經過玻璃過濾后的太陽光紫外部分中的中短波長范圍，一般用于室內產品。

　　UVB-313：它們發射出相當多的300nm以下的輻照，而300nm為名義上的太陽輻照的截至波長。這將會引發一些在戶外不會發生的老化現象。不推薦使用這種燈來模擬太陽光。這種測試主要廣泛用于加速材料的耐久性測試，作為兩種或以上材料的定性對比。

　　UVA-340的輻照度：

　　0.68W/m2@340nm相當于夏季正午的陽光，得到快速效果。

　　1.38W/m2@340nm兩倍于太陽值，得到快速效果。

　　0.35W/m^2@340nm相當于三月/九月的日光，適合普通測試或較低UV光強的測試

　　其他一些常見UV測試標準文：IS04892.3，GB16422.3，也都UV測試有比較詳細的介紹但是哪種標準合適，還要根據產品要求客戶要求來衡量.

　　太陽光輻射

　　由于UV測試沒有考慮到太陽光譜中的可見光和紅外部分，所以很多國家的標準都比較推薦太陽光的輻射測試，比如ASTM G155，GB2423.24，1EC60068-2-5等。uTXenon Arc）是常見的用來模擬太陽光譜的光源，它可地模太陽光的所有光譜，可產生紫外線、可見光和紅外線。

　　1EC60068-2-5和GB2423.24標準中有明確的測試要求，但是跟ASTM G155的明顯區別就是沒有對光源的濾光裝置進行說明.

　　總輻射能量為1.12KW/m2+/-10%試驗程序有三種：

　　A：其試驗條件接近于嚴酷的自然條件，主要用于評價太陽輻射對產品產生的熱效應.

　　B：每循環的光照時間比A長適合于評價太陽輻射對產品產生的綜合效應（兼顧熱效應和光化學效應）.

　　C：一種經過簡化的試驗，忽略了周期性熱應力對產品產生的影響效應因此一般只適用于評價太陽輻射對產品產生的光化學效應而不適用于評價太陽輻射對產品產生的熱效應.

　　ASTM G155中寫道雖然會0燈能發出的光譜非常接近太陽光的光譜，但是它同時也發射出低至270nm的短波紫外光以至于不能很好的模擬地球表面自然暴露，因此劍瓜光燈產生的光譜必須經過過濾來減少不需要的光譜成分，使用不同類型的玻璃濾光器可得到不同的光譜。濾光器的使用取決于被測材料和材料的終使用條件，不同過濾器過濾的光譜中紫外線短波段的量不同，這將在很大程度上影響老化的速度和類型。經常使用的濾光器有3種類型：日光、窗玻璃、紫外延伸過濾器。

　　日光過濾器通常被用來模擬戶外暴露。窗玻璃被設計用來測試室內光穩定性，這種過濾器產生的一種光譜與透過玻璃的太陽光光普非常相似。某些測試標準要求一種光譜包含短波紫外線，比太陽短波截止點（295nm）還短的波長，擴展紫外線過濾器過濾器提供這種光譜。盡管這種過濾器提供不切實際的紫外線 波段，但它們往往提供更快的測試結果。

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