《材料老化测试》ppt课件

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1、2019/1/14,材料老化测试,AOV标准技术研发中心 王 维 新,安姆特检测机构 ,2019/1/14,老化的定义,何谓老化？ 材料在加工、贮存和使用过程中，由于受内外因素的综合作用，其性能逐渐变坏，以致最后丧失使用价值，这种现象就是老化。,2019/1/14,影响老化的因素,影响老化的因素有很多，常见的有：,2019/1/14,老化研究,老化是一种不可逆的变化，它是材料的通病。 通过对材料老化过程的研究，采取适当的防老化措施，提高材料的耐老化的性能，延缓老化的速率，以达到延长使用寿命的目的。,2019/1/14,内容介绍,第一部分：光照老化 第二部分：温度老化 第三部分：盐雾测试 第四部

2、分：机械振动 第五部分：机械冲击,2019/1/14,光照老化,气候和阳光辐照是损害涂料、塑料、油墨及其它高分子材料的主要原因，这种损害包括失光、褪色、黄变、开裂、脱皮、脆化、强度降低及分层、即使是室内的光及通过玻璃窗透射的太阳光也都会使一些材料老化，比如引起颜料、染料等褪色或变色。 光老化测试的目的是什么？ 通过模拟光长期暴露作用的加速试验，以获得材料耐候性的结果。,2019/1/14,氙灯老化与UV老化,什么是氙灯（Xenon lamp）？ 填充氙气的光电管或闪光电灯。其光谱能量分布与阳光中紫外，可见光部分相似。 什么是荧光紫外灯（UV lamp）？ 发射400nm以下紫外光的能量至少占总

3、输出光能80%的荧光灯。 UV和氙灯测试的区别? UV测试主要考虑紫外光对于产品的影响，其波长范围为300400nm；氙灯测试不仅考虑紫外光的影响，还考虑可见光的影响，其波长范围为300800nm。,2019/1/14,UV老化,UV灯管类型有哪些？ 共有两种类型的UV灯管：UVA-340，UVB-313 不同类型的UV灯管用途有何不同？ UVA-340：模拟阳光中的紫外线部分，主要用于户外产品的光老化试验。 UVB-313：广泛应用于耐久性材料的快速、节省的测试，会加速材料的老化。 UVA-351：用于模拟穿过窗玻璃的阳光的紫外线部分，主要用于室内。,2019/1/14,UV老化,一个完整的

4、UV测试条件包括哪些？ 灯管类型 辐照强度(irradiation) 非光照类型（冷凝和喷淋）(condensation and spray) 光照和非光照时的温度 光照和非光照的时间 测试总时间或测试循环次数。,2019/1/14,UVA老化,实验室UVA-340灯的辐照度： 0.68W/m2340nm 相当于夏季正午的阳光，得到快速的效果； 1.38W/m2340nm 两倍于太阳最大值，得到快速的效果； 0.35W/m2340nm 相当于三月/九月的日光，适合普通测试或较低UV光强的测试。,2019/1/14,UVB老化,实验室UVB-313灯的辐照度： 0.67W/m2340nm； 1.

5、23W/m2340nm 非常快速的测试，应用于质量控制或耐久性好的材料测试； 0.48W/m2340nm UVB-313灯管执行SAE J2020标准时的长时间光照。,2019/1/14,UV测试标准,UV常用测试标准有哪些？ ASTM G154-2006 非金属材料UV荧光灯暴露照射 ISO 4892.3-2006 塑料实验室光源暴晒方法 第3部分：荧光紫外灯 GB/T 16422.3-1997塑料实验室光源暴晒方法 第3部分：荧光紫外灯,2019/1/14,UV测试仪器,QUV紫外线老化机相关测试参数是多少？ 黑板温度：光照时5085，黑暗时4060； 辐照强度：0.251.55W/m2/

6、nm； 样品板尺寸：60*95*5mm（共48个样品板）,2019/1/14,氙灯老化,完整的氙灯测试过程包括哪些？ 光照，由照射到试样表面的氙弧灯的光谱能量分布(SPD，Spectral Power Distribution)和氙弧灯的辐照度（irradiance）决定。 温度，包括试验箱内温度（Chamber Temperature）、黑标准温度（BST，Black Standard Temperature）或黑板温度（BPT，Black Panel Temperature）； 相对湿度； 喷水。,2019/1/14,滤光系统,氙灯试验箱的传感器类型和滤镜类型有哪些？ 氙灯试验箱共有四种类

7、型的传感器以监控辐照强度：340nm，420nm，TUV（300-400nm），QB光强校准仪。 有三种类型的滤镜：Daylight Filter-B/B日光眼过滤器，Windows Glass Q Filter窗玻璃过滤器, UV扩展过滤器。,2019/1/14,滤光系统,不同类型的滤镜的作用是什么？ 日光眼过滤器主要模拟夏日正午时的阳光，可用来测试室外材料； 窗玻璃过滤器主要是模拟透过窗玻璃的阳光，可用来测试室内材料。 光老化测试中的冷凝和喷淋有什么不同？ 冷凝用来模拟实际生活中露水停留在材料上时的状态，但是试验设备并不能完全模拟露水，因为露水中含有丰富的氧；喷淋用来模拟材料在雨水下的状态

8、。,2019/1/14,当照晒时间是以小时为单位时，需将其转换为以秒为单位,所以总的接受辐照能量的计算公式为,辐照量,2019/1/14,辐照量,例一：经气候老化研究中心测定，中国海南地区年辐照量为2800KJ/m2（340nm），现AOV实验室氙灯老化仪辐照度设定为0.50W/m2（340nm），照射方式为连续模式，则，实验室等效老化时间为：,2019/1/14,试验设备,市场上主要有旋转鼓式和平板式两类老化测试设备。其中旋转鼓式主要为ATLAS生产的Ci系列设备，平板式主要为Q-LAB生产的Q-SUN系列。,2019/1/14,氙弧灯老化试验机应实现环境因素的综合控制： 光照强度 亮/暗周

9、期变化 黑板温度和干球温度 通过光过滤器后的光谱能量分布 湿度控制 喷淋,以下介绍一下我们的Q-SUN Xe Spray氙灯老化试验箱,试验设备,2019/1/14,Q-SUN产品的介绍,光源：3000W风冷氙弧灯 氙灯冷却方式：风冷 辐射波长：主要在300-800nm中 灯管过滤器：可交换的内外滤光片，可调整光谱能量分布，以适应不同太阳光谱的模拟试验； 辐射强度监测点：340nm、420nm和300-400nm段 平均灯管寿命：1500小时,2019/1/14,氙弧试验箱,2019/1/14,试验标准,氙灯常用测试标准有哪些？ ASTM G155-2005 非金属材料曝光用氙弧灯设备使用标准

10、惯例； ISO 4892.2-2006 塑料实验室光源暴晒方法 第2部分，氙灯光源； GB/T 16422.2-1999 塑料实验室光源暴露试验方法 第2部分 氙弧灯； SAE J2527-2004 用受约束的发光氙弧设备对汽车外部的材料加速暴露试验方法；,2019/1/14,试验标准,2019/1/14,常见缺陷,1、起泡：表面封闭的突起区域； 2、变色：材料表面颜色随时间变化二变弱或变浅； 3、裂化或裂纹：材料表面可见的微裂或暴露出原底层的碎裂； 4、瑕疵：降解导致的材料表面或内部的不规则现象； 5、白化：表面的一种老化现象，表现为全部或局部变白。,2019/1/14,内容介绍,第一部分：

11、光照老化 第二部分：温度老化 第三部分：盐雾测试 第四部分：机械振动 第五部分：机械冲击,高温、低温、恒温恒湿、交变湿热,温度(temperature)的定义 温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。 华氏度（Fahrenhite）和摄氏度（Centigrade）都是用来计量温度的单位。包括我国在内的世界上很多国家都是用摄氏度，美国和其他一些英语国家使用华氏度而较少使用摄氏度。其转换公式为： T（）= 1.8t（）+32,高温、低温、恒温恒湿、交变湿热,湿度(humidity)的定义 表示大气干燥程度的物理量。在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水气越少，则空气

12、越干燥；水气越多，则空气越潮湿。空气的干湿程度叫做“湿度”。 绝对湿度(absolute humidity)：一定体积的空气中含有的水蒸气的质量，一般其单位是克/立方米（g/m3）； 相对湿度(relative humidity)：相对湿度是绝对湿度与最高湿度之间的比，它的值显示水蒸气的饱和度有多高。通常所指的湿度（80%RH，温湿度计上面显示的湿度等）都是相对湿度。,高温、低温、恒温恒湿、交变湿热,温度湿度组合循环与交变湿热及其它湿热测试的主要区别有： 温度湿度组合循环测试在给定的时间内，存在着较多次的温度变化或“呼吸”作用； 较大的循环温度范围； 较大的温度变化速率； 包括多次零度以下的温

13、度变化。,高温、低温、恒温恒湿、交变湿热,高温或低温测试主要应用于哪些方面 主要应用于考核电工，电子产品在高温或低温条件下贮存和使用的适应性。 恒温恒湿测试主要应用于哪些方面？ 主要应用于考核电工电子产品、元件、材料等在恒定湿热条件下使用和贮存的适应性。 交变湿热测试主要应用于哪些方面？ 主要应用于考核电工电子产品或材料在温度循环变化、产品表面产生凝露的湿热条件下使用和贮存的适应性。,高温、低温、恒温恒湿、交变湿热,温度变化测试主要应用于哪些方面？ a. 规定转换时间的温度变化，主要应用于确定元件、设备和其他产品经受环境温度迅速变化的能力； b. 规定温度变化速率的温度变化，主要应用于确定元件

14、、设备和其他产品在环境温度变化的工作能力； c. 双液槽法温度变化，主要应用于确定元件、设备或其他产品经受温度快速变化的能力，主要适用于玻璃-金属组成的密封件及类似的试验样品。,高温、低温、恒温恒湿、交变湿热,高温或低温测试，需确认哪些主要测试条件？ 温度，升降温速率或时间，测试时间。 恒温恒湿测试需确认哪些主要测试条件 温度，湿度，升降温速率或时间，测试时间。 规定转换时间的温度变化测试，需确认哪些主要测试条件 温度（低温、高温），保持时间，温度变化速率。,高温、低温、恒温恒湿、交变湿热,一般温湿度相关测试中，除了主要测试参数，还有哪些因素需要确认 a. 测试前后的功能测试； b. 测试中是

15、否需要通电工作及其他中间测试； c. 测试时样品的摆放位置或方向； d. 样品通电工作，其发热功率有多大； e. 样品外形尺寸及质量； f. 与样品接触时，是否需要采取防静电措施； g. 其他,高温、低温、恒温恒湿、交变湿热,AOV最大的温度箱： 温度范围：-40100； 湿度范围：20%98%RH 内箱尺寸：4m*3m*2m,Useful English,高温试验 High temperature test 低温试验 Low temperature test 高低温循环试验 High and low tempertature test 恒定湿热试验 Constant temperature

16、and humidity test 交变湿热试验 Alternating temperature and humidity test 湿热 Damp heat 潮湿/湿气 Moisture 循环 Cycle 次数 Times 驻留时间 Dwell time 存贮 Storage,冷热冲击、快速温变,什么是温度变化速率（Temperature change rate）？ 温度变化速率表示温度变化快慢的一个量，单位为/min。 什么是冷热冲击测试(Thermal shock test)？ 样品从高温环境突然进入低温环境，则认为是冷热冲击。 什么是快速温变(Rapid temperature chage)？ GB/T、IEC等温度变化测试标准中，规定温变速率的温度变化测试（Nb），一般2/min需要用快速温变试验箱测试。目前昆山实验室暂无此类设备。,冷热冲击、快速温变,冷热冲击通常有三种方式 三箱式冷热冲击（气态）：试验设备有三个箱体，测试过程中样品处于常温区不动，只是通过高温区与常温区的风门，低温区与常温区