Differenzanalyse zwischen Xenonlampe und UV-Lampe im Lack- und Kunststoffalterungstest

Hinsichtlich des Alterungstests von Materialien beinhalten aktuelle Testmethoden zwei Lichtquellen: Xenonlampenalterung und UV-Alterung. Im Allgemeinen gibt es zwei eindeutige Tests zur spezifischen Materialerkennung. Das Verfahren erfordert, dass die meisten Alterungstests nur eine Xenonlampenalterung erfordern. In diesem Artikel analysieren wir den Alterungstest spezieller Materialien – Lackbeschichtungen.

Kammermethode für die Alterung durch natürliches Licht

Die Testmethode für die Alterung durch natürliches Licht ist im In- und Ausland weit verbreitet. Der Hauptgrund dafür ist, dass die Ergebnisse natürlicher Bewitterungsexperimente realistischer sind, die Kosten geringer sind und die Bedienung einfach und bequem ist. Obwohl wir natürliche Alterungstests überall durchführen können, ist der international anerkannte Testort Florida in den Vereinigten Staaten aufgrund seiner reichlichen Sonneneinstrahlung. Das Manko der AlterungstestsAufgrund des natürlichen Wetters dauert der Test jedoch lange und Tester müssen nicht so viele Jahre auf die Testergebnisse eines Produkts warten.

Ultraviolettlampe

Die UV-Lampen-Expositionstestmethode verwendet fluoreszierende UV-Lampen, um die zerstörerischen Auswirkungen von Sonnenlicht auf langlebige Materialien zu simulieren. Dies unterscheidet sich von den oben erwähnten Xenon-Bogenlampen. UV-Leuchtstofflampen ähneln elektrisch herkömmlichen kalten Leuchtstofflampen für die Beleuchtung, erzeugen jedoch mehr ultraviolettes Licht als sichtbares oder infrarotes Licht. Für unterschiedliche Beleuchtungsanwendungen stehen verschiedene Lampentypen mit unterschiedlichen Spektren zur Auswahl. Die UVA-340-Lampe simuliert das Sonnenlicht gut im kurzwelligen ultravioletten Hauptspektralbereich. Die spektrale Leistungsverteilung (SPD) der UVA-340-Lampe ist der Spektralkarte sehr ähnlicht des Sonnenspektrums bei 360 nm. UV-B-Lampen werden auch häufig für beschleunigte künstliche Bewitterungstests verwendet. Es zerstört Materialien schneller als UV-A-Lampen, aber seine kürzerwellige EnergieEin Ausgang von mehr als 360nm führt dazu, dass viele Materialien von den tatsächlichen Testergebnissen abweichen.

Bestrahlung (Lichtintensität) ist notwendig, um genaue und reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten. Die meisten UV-Bewitterungstests sind mit einem Bestrahlungsstärke-Steuerungssystem ausgestattet. Diese präzisen Bestrahlungssteuerungssysteme ermöglichen dem Benutzer die Auswahl der Bestrahlungsstärke bei der Durchführung von Experimenten. Durch das Rückkopplungskontrollsystem kann die Bestrahlungsstärke kontinuierlich und automatisch überwacht und präzise gesteuert werden. Das Steuerungssystem kompensiert automatisch unzureichende Beleuchtung, die durch Lampenalterung oder andere Gründe verursacht wird, indem es die Lampenleistung anpasst. Fluoreszierende UV-Lampen vereinfachen die RegBestrahlungsstärke aufgrund ihrer inhärenten spektralen Stabilität. Alle Lichtquellen verblassen mit der Zeit. Aber Leuchtstofflampen ändern im Gegensatz zu anderen Lampenarten ihre spektrale Energieverteilung nicht über die Zeit. Diese Eigenschaft erhöht die Reproduzierbarkeit von Testergebnissen und ist daher ein großer Vorteil. Tests haben gezeigt, dass eine Lampe 2 Stunden und eine Lampe 5600 Stunden verwendet wurde. Es gibt keinen signifikanten Unterschied in der Lampenausgangsleistung von 1 Stunde in dem Alterungstestsystem, das mit einem Bestrahlungssteuergerät ausgestattet ist, das eine konstante Lichtintensität aufrechterhält. Außerdem ändert sich die Verteilung ihrer spektralen Energie nicht, was sich sehr von Xenon-Bogenlampen unterscheidet.

Einer der Hauptvorteile eines UV-Alterungstests besteht darin, dass er die Beschädigung von Materialien in einer realistischeren feuchten Außenumgebung simulieren kann. Wenn das Material baufgestellt wird, leidet es laut Statistik oft mindestens 12 Stunden am Tag unter Feuchtigkeit. Da der größte Teil dieser Feuchtigkeit in Form von Kondensation anfällt, wird bei der beschleunigten künstlichen Bewitterung ein spezielles Kondensationsprinzip verwendet, um die Feuchtigkeit in der Außenluft zu simulieren. Während dieses Kondensationszyklus wird der Wassertank am Boden der Prüfkammer erhitzt, um Dampf zu erzeugen. Der heiße Dampf hält die Umgebung der Prüfkammer bei 100 % relativer Luftfeuchtigkeit auf hoher Temperatur. Die Prüfkammer ist so konstruiert, dass die Prüfplatte eigentlich die Seitenwand der Prüfkammer bildet. Die Rückseite des Paneels ist somit Raumluft bei Raumtemperatur ausgesetzt. Die Kühlwirkung der Raumluft kühlt die Oberfläche des Prüflings mehrere Grad unter die Dampftemperatur ab. Dieser Temperaturunterschied von wenigen Grad lässt das Wasser während des Kondensationszyklus kontinuierlich auf die zu prüfende Oberfläche fallen. Es produzierte alsoDas Kondensat ist stabiles, reines destilliertes Wasser. Dieses Wasser verbessert die Reproduzierbarkeit von Versuchsergebnissen, eliminiert Probleme mit Wassersedimentverunreinigungen und vereinfacht die Installation und den Betrieb von Testgeräten. Da Materialien im Allgemeinen längere Zeit im Freien Feuchtigkeit ausgesetzt sind, ist für ein typisches Umluft-Kondensationssystem eine Mindesttestzeit von 4 Stunden erforderlich. Der Kondensationsprozess wird unter Heizbedingungen (50°C) durchgeführt, was die Beschädigung des Materials durch Feuchtigkeit erheblich beschleunigt. Ausgedehnte beheizte Kondensationszyklen reproduzieren das Phänomen der Beschädigung von Materialien durch nasse Umgebungen effektiver als andere Methoden wie Wassersprühen, Eintauchen und andere Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit.

Xenon-Lichtbogen-Strahlungsalterungstestverfahren

Das Xenon-Lichtbogen-Strahlungsalterungstestverfahren gilt als der Test, der die gesamte Sonne abdecktespectrum, weil es ultraviolettes, sichtbares Licht und Infrarot erzeugen kann. Aus diesem Grund gilt es im In- und Ausland als die am weitesten verbreitete Methode. GB/T1865-1997 (entspricht IS0113411:1994) stellt diese Methode im Detail vor. Aber auch dieses Verfahren hat seine Grenzen, nämlich die Stabilität der Xenonbogenlichtquelle und die dadurch bedingte Komplexität des Testsystems. Xenon-Bogenlichtquellen müssen gefiltert werden, um unerwünschte Strahlung zu reduzieren. Für unterschiedliche Bestrahlungsstärkeverteilungen stehen unterschiedliche Filtergläser zur Verfügung. Die Wahl des Glases hängt von der Art des zu prüfenden Materials und der Endanwendung ab. Das Austauschen des Filterglases kann die Art des durchgelassenen kurzwelligen UV-Lichts verändern, wodurch sich die Rate und Art der Beschädigung des Materials ändert. Es gibt 3 Arten von Filtern, die üblicherweise verwendet werden: Sonnenlicht, Fensterglas und erweiterte UV-Filter (Methode 1 und Methode 2 reichen aus).md im nationalen Standard GB/T1865-1997 entsprechen den ersten beiden Typen).

Typische Xenonbogenstrahlung ist mit einem Strahlungskontrollsystem ausgestattet. Das Bestrahlungsstärke-Steuersystem ist beim Xenonbogen-Strahlungstest sehr wichtig, da das Spektrum der Xenonbogen-Lichtquelle selbst weniger stabil ist als das Spektrum des fluoreszierenden Ultraviolettlichts. im AuslandJemand untersuchte den Unterschied zwischen den Spektren einer neuen Xenon-Bogenlampe und einer alten Xenon-Bogenlampe, die 1000 Stunden im Einsatz war. Es wurde festgestellt, dass sich die spektrale Energieverteilung mit der Verlängerung der Lampenlebensdauer nicht nur im langwelligen Bereich der Lichtquelle signifikant verändert, sondern auch im kurzwelligen Bereich signifikant verändert. Der Grund für diese Änderung liegt in der Alterung der Xenon-Bogenlampe, die ihr innewohnt. Auch für diese Änderung stehen verschiedene Recovery-Maßnahmen zur Verfügung. Erhöhen Sie beispielsweise die Frequenz des vErsetzen Sie Lampenröhren, um die Auswirkungen der Lampenalterung zu verringern, oder verwenden Sie Sensoren zur Steuerung der Bestrahlungsstärke. Trotz der durch die Lampenalterung veränderten spektralen Leistungsverteilung sind Xenon-Bogenlampen immer noch eine zuverlässige und realistische Lichtquelle für Witterungsbeständigkeits- und Sonnenlichtbeständigkeitstests. Die meisten Xenon-Bogenstrahlungstests verwenden Wassernebel und/oder ein automatisches Temperaturkontrollsystem (Oberflächenwassernebel, empfohlen durch die nationale Norm GB/T1865-1997), um Befeuchtungsbedingungen zu simulieren. Eine Einschränkung des Wassersprühverfahrens besteht darin, dass beim Aufsprühen von relativ kaltem Wasser auf relativ heiße Prüfbleche die Prüfbleche abkühlen und somit der Prozess der Materialzerstörung gefährdet wird. Bei der Prüfung mit Xenon-Bogenstrahlung wird hochreines Wasser benötigt, um Ablagerungen auf der Oberfläche der Prüfplatte zu vermeiden. Daher sind die Betriebskosten höher.

Abschließende Schlussfolgerung

Unabhängig von der nationalen Norm und der aktuellen inländischen Alterungsbeständigkeitstestmethode ist Xenonbogenstrahlung, aber im Ausland sind Xenonbogenstrahlung und UV-Alterungstest häufig verwendete Testmethoden. Diese beiden Methoden basieren auf völlig unterschiedlichen Prinzipien. Die Xenonlampen-Bestrahlungstestkammer imitiert das gesamte Sonnenspektrum, einschließlich ultravioletter, sichtbarer und infraroter Strahlen, und zielt darauf ab, Sonnenlicht zu simulieren. Der UV-Alterungstest versucht nicht, die Sonnenstrahlen zu imitieren, sondern ahmt nur die zerstörerische Wirkung der Sonnenstrahlen nach. Es basiert auf dem Prinzip, dass langlebige Materialien, die lange Zeit im Freien ausgesetzt sind, durch kurzwellige UV-Strahlung die größten Alterungsschäden erleiden. Selbst wenn der Alterungstest in einem natürlichen Klima durchgeführt wird, gibt es außerdem eine andere Möglichkeit, ihn zu beschleunigen, nämlich das Testen der Probe. Es ist montiertein Probenrahmen, der sich mit dem Auf- und Untergang der Sonne drehen kann, sodass die Probe normalerweise in direktem Sonnenlicht gehalten wird, um schnellere Testergebnisse zu erhalten. Vor den 1980er Jahren wurden Kohlebogenlampen oder direkte UV-Lampen verwendet, um parallele Tests durchzuführen, was auch den Testzyklus verkürzen kann. Welche Testmethode ist die beste? Es gibt keine einfache Antwort. Für welches Verfahren Sie sich entscheiden, hängt von dem zu prüfenden Material, der endgültigen Anwendung des Materials und Faktoren wie dem Grad der Materialschädigung und den finanziellen Ressourcen ab, um den Alterungsprüfschrank für das richtige Produkt auszuwählen.