紫外老化與鹽霧復(fù)合試驗(yàn)

產(chǎn)品介紹

通過在同一個(gè)或連續(xù)的試驗(yàn)循環(huán)中模擬太陽光紫外輻射、溫度變化以及含鹽氣氛的腐蝕作用，評(píng)估材料或產(chǎn)品在沿海、海洋或工業(yè)污染等惡劣環(huán)境下的耐久性和可靠性。單一的紫外老化試驗(yàn)主要模擬光化學(xué)降解，而鹽霧試驗(yàn)主要模擬電化學(xué)腐蝕，然而在實(shí)際的自然環(huán)境中，這兩種環(huán)境因素往往同時(shí)存在并產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。例如，紫外光會(huì)加速涂層或塑料基體的光氧化降解，產(chǎn)生微裂紋或粉化，這些缺陷為氯離子和水分的滲透提供了通道，從而顯著加速基底金屬的腐蝕。反之，腐蝕產(chǎn)物和應(yīng)力集中也可能促進(jìn)表面涂層的剝落和材料開裂。因此，紫外老化與鹽霧復(fù)合試驗(yàn)?zāi)軌蚋鎸?shí)、更嚴(yán)苛地模擬戶外實(shí)際環(huán)境，為汽車、船舶、電子電器、光伏、建筑等行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料篩選和質(zhì)量控制提供關(guān)鍵的測試數(shù)據(jù)。

通常在復(fù)合環(huán)境試驗(yàn)箱中進(jìn)行，或者在紫外老化箱和鹽霧試驗(yàn)箱之間循環(huán)進(jìn)行。復(fù)合試驗(yàn)箱具備同時(shí)或交替控制紫外輻照、溫度、濕度和鹽霧噴射的功能。試驗(yàn)光源通常采用UV-A 340nm或UV-A 351nm熒光燈，模擬到達(dá)地球表面的太陽紫外光。鹽霧采用標(biāo)準(zhǔn)氯化鈉溶液(5%±1%NaCl)，通過噴嘴將鹽水霧化噴入箱內(nèi)，模擬海洋大氣環(huán)境。試驗(yàn)參數(shù)可設(shè)定為循環(huán)模式，例如：先jin行一段時(shí)間的紫外輻照(如4小時(shí)，60℃)，模擬白天光照;隨后進(jìn)行一段時(shí)間的鹽霧噴淋或冷凝(如2小時(shí)，40℃)，模擬潮濕含鹽環(huán)境;或者采用更復(fù)雜的循環(huán)，如光/鹽霧/干燥/冷凍組合，以全面模擬晝夜和季節(jié)變化。這種組合模式比單一試驗(yàn)更能加速材料的老化失效，縮短試驗(yàn)周期。

檢測項(xiàng)目

檢測項(xiàng)目主要集中在外觀變化、腐蝕程度、力學(xué)性能、附著力及光學(xué)性能五個(gè)方面。

外觀變化檢測是復(fù)合試驗(yàn)最直觀的評(píng)估項(xiàng)目。重點(diǎn)觀察涂層或材料表面是否出現(xiàn)變色、粉化、起泡、生銹、裂紋、剝落和流掛等現(xiàn)象。根據(jù)ISO 4628標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)起泡的密度、大小和等級(jí)進(jìn)行評(píng)定;對(duì)裂紋的密度和深度進(jìn)行分級(jí);對(duì)生銹的面積百分比進(jìn)行評(píng)定(如Rust Grade 0-5)。對(duì)于金屬涂層，生銹是主要失效指標(biāo)，通常要求在規(guī)定的試驗(yàn)周期后，生銹等級(jí)不超過2級(jí)(即<0.05%生銹面積)或3級(jí)。對(duì)于塑料材料，除觀察表面缺陷外，還需測量色差(ΔE)和黃變指數(shù)(YI)，一般要求ΔE≤5.0.外觀檢查應(yīng)在不同的光照角度下進(jìn)行，并使用放大鏡(如10倍)輔助檢查微細(xì)裂紋。

光學(xué)性能變化檢測主要針對(duì)透明部件、車燈、顯示器外殼等。檢測項(xiàng)目包括透光率、霧度、黃變指數(shù)和反射率。鹽霧沉降在光學(xué)表面會(huì)造成鹽斑和渾濁，影響透光率;紫外輻射則導(dǎo)致材料發(fā)黃、脆化。復(fù)合試驗(yàn)后，透光率保持率一般要求不低于85%，霧度增加值不超過5%。對(duì)于車燈配光鏡，不僅要檢測光學(xué)性能，還需檢測其配光性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

檢測方法

方法制定需依據(jù)相關(guān)國際或國家標(biāo)準(zhǔn)，如ISO 11507《色漆和清漆 涂層暴露于熒光紫外和水(UV-水)試驗(yàn)》、ASTM G154《非金屬材料熒光紫外燈暴露試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程》、ISO 9227《人造氣氛中的腐蝕試驗(yàn) 鹽霧試驗(yàn)》、IEC 60587《評(píng)定在嚴(yán)酷環(huán)境下使用的電氣絕緣材料耐漏電起痕性和耐電蝕損的試驗(yàn)方法》以及ISO 12944系列標(biāo)準(zhǔn)等。

試樣制備必須規(guī)范。金屬試樣通常采用標(biāo)準(zhǔn)板(如100mm×150mm)，表面清潔度應(yīng)達(dá)到Sa2.5級(jí)或更高，涂層施工工藝(如噴涂厚度、固化條件)需符合產(chǎn)品規(guī)范。塑料或復(fù)合材料試樣需加工成標(biāo)準(zhǔn)尺寸，邊緣需打磨光滑，無毛刺。試樣在試驗(yàn)前需在標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境下調(diào)節(jié)至少24小時(shí)。為了評(píng)價(jià)涂層的耐蝕性，通常會(huì)在試樣上劃“X"形或直線形劃痕，直達(dá)金屬基體，以評(píng)估劃痕處的腐蝕蔓延能力(擴(kuò)蝕寬度)。

試驗(yàn)設(shè)備采用具備復(fù)合功能的紫外-鹽霧試驗(yàn)箱。試驗(yàn)程序的設(shè)定是關(guān)鍵。典型的復(fù)合循環(huán)如下(參考ISO 11507結(jié)合鹽霧)：

紫外輻照階段：開啟UV-A 340nm燈管，輻照度控制在0.68W/m2@340nm，黑板溫度60℃±3℃，相對(duì)濕度50%±10%，持續(xù)時(shí)間4-8小時(shí)。此階段模擬日光照射，導(dǎo)致涂層老化、塑料降解。

冷凝/濕潤階段：關(guān)閉紫外燈，通過加熱水盤使箱內(nèi)達(dá)到飽和濕度，水汽在試樣表面凝結(jié)，溫度控制在40℃±3℃，持續(xù)時(shí)間4小時(shí)。此階段模擬露水，水汽滲入涂層微孔。