碳弧燈老化試驗(yàn)的參數(shù)主要根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)(如 ISO 4892-4、ASTM G152、SAE J2020 等)和行業(yè)需求設(shè)定,以下為關(guān)鍵參數(shù)分類及具體說明:
1. 光源參數(shù)
光源類型:開放式碳棒電弧燈(碳棒直徑通常為 6.5–8.0 mm)。
光譜范圍:
封閉式碳弧燈:280–400 nm(紫外為主)。
開放式碳弧燈:300–700 nm(紫外、可見光)。
輻照強(qiáng)度:
340 nm 波長(zhǎng)下控制為 0.35–1.5 W/m2(需定期用輻射計(jì)校準(zhǔn))。
部分標(biāo)準(zhǔn)要求 0.55–0.89 W/m2(如 ISO 4892-4)。
2. 溫濕度控制
溫度:
黑板溫度(BPT):典型范圍 40–70°C,常見設(shè)置為 63±3°C(光照階段)、40–50°C(噴淋階段)。
冷凝階段溫度:通常為 50°C(濕度 95% RH)。
濕度:
相對(duì)濕度(RH):可調(diào)范圍 50–95% RH。
冷凝階段濕度需維持 ≥90% RH(模擬濕熱環(huán)境)。
3. 水暴露系統(tǒng)
噴淋模式:
噴淋頻率:18 次/小時(shí)(每次 1–2 分鐘),模擬雨水侵蝕。
噴淋水:去離子水(避免雜質(zhì)污染樣品)。
冷凝模式:
通過水蒸氣在樣品表面冷凝形成濕度環(huán)境(常見于汽車內(nèi)飾測(cè)試)。
4. 試驗(yàn)循環(huán)程序
典型循環(huán)程序(以 ISO 4892-4 為例):
| 階段 | 條件 | 時(shí)間 |
|---|---|---|
| 光照 + 高溫 | 開燈,BPT=63°C,RH=50% | 120 分鐘 |
| 光照 + 噴淋 | 開燈,BPT≈45°C,噴淋 1–2 分鐘 | 18 分鐘 |
| 光照 + 冷凝 | 開燈,BPT=50°C,RH=95% | 60–120 分鐘 |
| 總循環(huán)時(shí)間 | 198–298 分鐘(根據(jù)冷凝時(shí)間調(diào)整) |
5. 樣品準(zhǔn)備參數(shù)
樣品尺寸:通常為 75×150 mm 或設(shè)備夾具適配尺寸(如 65×55 mm)。
樣品數(shù)量:每組至少 3 個(gè)平行樣。
預(yù)處理:
在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境(23±2°C, 50±5% RH)調(diào)節(jié)至少 4 小時(shí)。
清潔表面(如無水乙醇擦拭),避免污染或應(yīng)力干擾。
6. 性能評(píng)估參數(shù)
顏色變化:
ΔE 值(色差):ΔE>5 為顯著褪色(參考 ISO 105-B02 或 ASTM D2244)。
ΔL、Δa、Δb(明度與色相變化)。
力學(xué)性能:
拉伸強(qiáng)度保留率:合格基準(zhǔn) ≥80%(ASTM D638)。
沖擊強(qiáng)度:參考 ISO 179/ISO 180。
表面形貌:
目視評(píng)級(jí)(粉化、裂紋、起泡)或 SEM 觀察。
粉化等級(jí)(ISO 104 標(biāo)準(zhǔn))。
分子結(jié)構(gòu)分析:
FTIR:檢測(cè)羰基指數(shù)(CI),評(píng)估氧化程度。
GPC:分子量變化分析。
7. 設(shè)備參數(shù)(示例)
光源連續(xù)工作時(shí)間:48 小時(shí)(部分設(shè)備支持更長(zhǎng)時(shí)間)。
放電電壓與電流:
電壓:135V±10V。
電流:16A±2A。
樣品架:可旋轉(zhuǎn)或固定,確保均勻照射。
測(cè)試容量:最多 108 片樣品(視設(shè)備型號(hào)而定)。
8. 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比(關(guān)鍵參數(shù)差異)
| 標(biāo)準(zhǔn) | 光源類型 | 輻照強(qiáng)度(340 nm) | 溫度(BPT) | 濕度(RH) | 典型應(yīng)用場(chǎng)景 |
|---|---|---|---|---|---|
| ISO 4892-4 | 碳弧燈 | 0.55–0.89 W/m2 | 63±3°C | 50–95% | 塑料、涂料 |
| ASTM G152 | 碳弧燈 | 0.35–1.5 W/m2 | 63±3°C | 90–95% | 非金屬材料 |
| SAE J2020 | 開放式碳弧燈 | 高光強(qiáng) | 63±3°C | 90–95% | 汽車零部件(≥1000h) |
| JIS D0205 | 封閉式碳弧燈 | 低光強(qiáng) | 60–85°C | 50–95% | 日本汽車部件 |
注意事項(xiàng)
參數(shù)校準(zhǔn):每 48 小時(shí)檢測(cè)輻照強(qiáng)度,更換碳棒時(shí)記錄光譜穩(wěn)定性。
標(biāo)準(zhǔn)選擇:根據(jù)行業(yè)需求選擇標(biāo)準(zhǔn)(如汽車領(lǐng)域優(yōu)先 SAE J2020,紡織品用 JIS L0842)。
替代技術(shù):高精度需求建議使用氙燈(如 ISO 4892-2),碳弧燈逐步被替代但仍在特定領(lǐng)域(如日本汽車)適用。
如果需要更具體的參數(shù)或標(biāo)準(zhǔn)細(xì)節(jié),可以進(jìn)一步提供應(yīng)用場(chǎng)景或行業(yè)需求!
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