人工加速老化測試
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人工加速老化測試的視頻教程
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人工加速老化測試的實例教程
人工加速老化測試實驗在生產生活中有著許多較為實際的應用，產品在自然環境下由于各種條件的影響會導致了一些列的變化而發生老化現象，這些現象很多是不可避免，但是對于企業生產合理的利用其中的規律，延長產品的老化時間和使用使用，在工業生產中常用的人工加速老化測試設備有如下幾類：
一、光老化測試
光老化測試又可以分為：氙弧燈老化、紫外燈老化、碳弧燈老化。
主要參考標準有
氙弧燈老化
GB/T 16422.2、GB/T 8427、GB/T 1865、ASTM D4355、ASTM G155、JIS K5600等
紫外光老化
GB/T 16422.3、GB/T 18950、ASTM G 154、ASTM D-4674、ASTM_D4674、JIS K 7350 等
碳弧燈老化
GB/T 16422.3(等同與GB/T4892.3)、ASTM G153、JIS D 0205、JIS B 7753等
光老化是戶外使用材料受到的主要老化破壞，對于室內使用材料，也會受到一定程度的光老化。模擬光老化主要的三種燈源各有優異，碳弧燈是最早發明使用建立的 測量體系較早、很多日本標準和纖維材料方面的標準都使用碳弧燈，但由于碳弧燈價格較高、性能不夠穩定（燈管使用90小時后需要更換），已經逐漸被氙弧燈、 紫外燈代替。氙燈在模擬自然光方面有較大優勢，價格也相對較低，適合多數產品的使用。紫外燈產生的是400nm以下的光，能較好地加速模擬自然光中紫外線 對材料的破壞作用，加速因子比氙燈要高，光源穩定性也比氙燈要好，但容易產生非自然光產出的破壞（尤其是UVB燈）。
主要應用范圍：戶外、室內使用的橡塑、涂料、油墨產品，通訊、電器等設備外殼，汽車件、摩托車配件。
展開 2.2 基于輻照度強度指數加速因子計算
在老化過程中，不改變溫度、相對濕度的前提下，根據簡化加速因子模型公式：AF=k2/k1=(I2/I1)m，可以分別計算不同輻照度下的加速因子，以0.9W/m2為基準老化輻照度為例，可推算出聚碳酸酯純化單體以及添加不同耐候劑體系材料在其他老化輻照度下的老化加速因子，詳見表6所示。對于聚碳酸酯材料而言，在光老化過程中保持溫度、相對濕度不變，通過改變輻照強度可以提高老化速率，輻照度提升40%，可以實現1.38～1.54倍的加速，輻照度提升80%，可以實現1.76～2.13倍的加速。
表 6 PC 各配方樣品不同輻照度下的加速因子
3
結論
本文基于老化動力學模型重點研究了光照過程中輻照強度對聚碳酸酯材料光老化進程的影響，基于老化動力學模型，通過計算獲得不同耐候體系聚碳酸酯材料的輻照度響應指數區間為0.96～1.29。抗氧劑、紫外吸收劑及光穩定劑的添加會提升材料的輻照度響應指數，但添加比例對輻照度響應指數的影響較小。在光老化過程中，在保持溫度、相對濕度不變的前提下，通過提升輻照強度可以提高老化速率：輻照度提升40%，可以實現1.38～1.54倍的加速;輻照度提升80%，可以實現1.76～2.13倍的加速。
* 本文為國高材分析測試中心原創，轉載請注明出處。
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展開 陽光、雨水、溫度變化等自然環境因素會加速材料的老化，導致塑料褪色、涂層剝落、紡織品脆化等問題。若直接通過戶外暴露測試，可能需要數年時間才能獲得結果，而人工加速老化測試（如氙燈試驗）可在幾天或幾周內模擬戶外數月甚至數年的老化效果，幫助企業快速評估材料耐久性，優化產品設計。
在材料老化測試領域，氙燈試驗箱因其光譜接近太陽光而被廣泛應用。但根據測試需求的不同，又分為氙燈老化試驗箱和氙燈耐候試驗箱（也稱“超級氙燈”）兩種主要類型。如何選擇適合的設備？首先要了解它們的核心區別。
氙燈老化試驗箱 vs 氙燈耐候試驗箱
雖然兩者均采用氙燈模擬陽光光譜，但設計目標和功能側重點不同：
1. 功能范圍
· 氙燈老化試驗箱：主要模擬紫外線、可見光和紅外線對材料的光老化影響，側重于單一光照條件的加速測試。
· 氙燈耐候試驗箱：除光照外，還能模擬雨水、露水、溫濕度循環等綜合氣候條件，更貼近真實戶外環境。
2. 應用場景
· 老化試驗箱適用于塑料、涂料等材料的耐光性測試；
· 耐候試驗箱則廣泛用于汽車、建材、紡織等行業，需同時評估光照、濕熱、雨水協同作用的場景。
3. 設備設計
· 耐候試驗箱通常配備旋轉樣品架和噴淋系統，確保樣品均勻受光并模擬降雨侵蝕；
· 老化試驗箱可能簡化溫濕度控制，更適合實驗室小樣品測試。
氙燈耐候試驗箱的優勢
1. 模擬真實環境：能夠模擬包括太陽光、紫外光、紅外光、高低濕度、高低溫以及淋雨等戶外環境條件，適用于模擬戶外產品的表面受到的破壞，如太陽光中的紫外線、可見光和紅外線部分，以及雨天的濕氣對材料的影響。
2.
展開 但是，UV老化與溫度緊密相關。
廣州年平均溫度為21.8度，當溫度上升1倍時，經驗評估約增強1.5倍老化效果，故在設定溫度為60度時，有 60/21.8*1.5*6.55=27 天(此處采用加速因子相乘的方式，忽略溫度和光照的相互影響)。
即： 做1天UV測試，約相當于廣州戶外27天的老化效果 。（60度，0.68W/m2 at 340mn）。
怕有人不熟悉，再舉一個例子
某一塑料制品使用于北京地區，期望控制人工加速老化總輻射量與戶外暴露一年相當。
第一步：由于該產品為塑料制品，且使用于戶外，選擇采用GB/T16422.2-1996《塑料實驗室光源曝露試驗方法第二部分：氙弧燈》中A法。試驗條件為：輻照強度0.50W/ m2（340nm)，黑板溫度65℃，箱體溫度40℃，相對濕度50％，噴水時間／不噴水時間18min/102min，連續光照；
第二步：從表2可知北京地區一年輻射總量、為5609MJ/ m2，依據對比人工光源與自然陽光輻射光譜分布的國際準則CIE No 85 -1989（見表3，GB/T16422.1-1996《塑料實驗室光源曝露試驗方法第一部分：氙弧燈》中引用）；其中紫外區與可見區部分（300nm－800nm）占62.2%，即3489MJ/m2。
第三步：依據GB/T 16422.2-1996，340nm輻照強度為0.50 W/ m2時，紅外區與可見區部分 （300nm～800nm）輻照強度為550 W/m2；可計算出輻照時間為3489 X 10^6/550=6.344 X 10^6s，即6.344 X 10^6s/3600=1762h。依此計算方法，僅光照加速倍率約為5。
展開 陽光型碳弧燈光譜能量分布也較接近于太陽光，但在370nm~390nm紫外線集中加強，模擬性不及氙燈，加速倍率介于氙燈及紫外燈之間。
適用情況：一般日光式耐候機較適用于涂料工業、汽車工業、建筑工業、通信設備、紡織工業、染料化學、橡膠工業等，現主要用于汽車材料的測試，特別是日本企業。
常用標準：GB/T 16422.4，GB/T 15255，ISO 4892-4，ASTM G152，JIS D0205等。
材料老化測試
國高材分析測試中心可依據GB、ISO、ASTM等測試標準，通過熱氧老化箱、氙燈老化試驗機、碳弧老化試驗箱和紫外老化試驗箱等老化設備，測定材料的可靠性指標。
展開 
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聚碳酸酯(PC)是一種常用的工程塑料，具有優異的力學性能和化學性能。PC在加工、貯存和應用中都會與空氣接觸，外部環境極易對其結構和性能產生影響，使得材料發生不同程度的老化，影響其性能和服役壽命。
因此，本文基于高分子材料的老化動力學模型k=f(I)·f(H)·f(T)，式中f(I)為輻照對材料損傷的函數描述，f(H)為濕度對材料損傷的函數描述，f(T)為溫度對材料損傷的函數描述，老化速率
經歷了約一個世紀的發展，實驗室光源已有封閉式碳弧燈、陽光型碳弧燈、熒光紫外燈、氙弧燈、金屬鹵素燈、高壓汞燈等各種光源供選擇。國際標準化組織(ISO）中與高分子材料相關的各技術委員會主要推薦使用陽光型碳弧燈、熒光紫外燈、氙弧燈三種光源。
國高材分析測試中心可靠性實驗室
陽光型碳弧燈
熒光紫外燈
超級氙燈
知識小介紹
熒光紫外：UV不試圖模擬全光譜太陽光
精彩直播預告
計算機性能的提升推動了人工智能（AI）和機器學習（ML）技術的蓬勃發展。AI、ML技術正與各行各業深度融合，助力傳統行業實現從經驗驅動到數字驅動的研發理念轉變，有效降低研發成本、提高研發效率并加快產品上市周期。針對材料性能測試周期長、成本高的問題，海克斯康融合物理測試、虛擬實驗和人工智能技術，開發出一套基于人工智能的材料數據擴充解決方案。該方案旨在幫助客戶快速獲取準確可靠的材料屬性數據
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Ansys進一步加大在人工智能（AI）領域的投入，推出AnsysGPT的測試版。AnsysGPT作為虛擬助手，整合了跨物理領域的工程專業知識，全天候提供綜合全面的技術支持，并縮短響應時間
萬眾矚目的 GTC23 今日開幕
主題演講將于 3 月 21 日全球首播
GTC23 于 3 月 20 日至 23 日舉行，本屆大會將舉辦超過 650 場由技術、商業、學術和政府領域領導者主持的會議。
掃碼或點擊鏈接參與會議
鏈接：https://www.nvidia.cn/gtc-global/keynote/?ncid=ref-io-415248
NVIDIA 創始人兼首席執行官黃仁勛表示
借助組合式仿真和測試方法加快重型裝備工程數字化轉型。
法規條款不斷演變、人口和相關需求（食品、住宅、能源）增長、勞動力短缺以及越來越多樣化的工作環境，這些趨勢都在重塑重型裝備行業。這些市場動態對所有子行業的工程部門，無論是農業、建筑、采礦還是材料處理，都構成了挑戰。
工程師面臨著開發創新而富有競爭優勢的技術并快速將產品推向市場，同時保持質量和成本標準的壓力。
在本次網絡研討會中，Simcenter
人工加速老化測試
1.熱老化性能試驗
在常壓和規定溫度的熱空氣作用下，使材料經過一定時間后測定其某項或某幾項性能指標。根據相同或不同溫度條件下各周期性能指標變化的情況，判斷材料的熱穩定性，推算貯存期和使用期。
一、 案例背景：
拉伸性能是聚合物力學性能中最重要、最基本的性能之一。塑料在使用過程中會受到溫度、濕度等影響而逐漸老化，老化后拉伸強度是對塑料耐老化性能的評估的重要依據。塑料老化后通常會出現粉化、變形等變化，拉伸強度測試準確性降低，因此提升老化后拉伸測試的準確性很有必要。
二、 實驗設計
1 、實驗樣品
A（改性聚丙烯）和B（玻纖增強聚丙烯）
2.1樣品老化
將樣品放入到熱老化烘箱內
為了滿足客戶對更安靜的汽車零部件不斷增長的需求，汽車供應商BATZ為其測試設施配備了數據采集工具，以實現更好的聲學與振動測試。
BATZ認識到對新設備的這種需求，由于當時其工程師需要控制一個踏板組件的噪音水平；該組件包括離合器、制動和加速器踏板。踏板組件是在BATZ工廠設計和制造的，噪聲測試是最近增加的。以前，測試部門一直在進行多種類型的負載應用測試、氣候測試和其他測量，但現在，隨著該設備的加入
