加速老化測試
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加速老化測試的視頻教程
場景仿真加速智能網聯開發測試進程
場景仿真加速智能網聯開發測試進程 適用人群：自動駕駛算法開發與測試人員；自動駕駛控制器開發，測試人員；自動駕駛場景庫研究、開發與應用人員；交通仿真研究、開發與應用人員；自動駕駛技術與車輛驗證、評價人員；自動駕駛評價體系研究與應用人員 場景仿真加速智能網聯開發測試進程（免費）【已結束】 直播時間：2021-06-29 19:30 隨著智能網聯技術的不斷向前發展
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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 以PLA/PHA共混體系為核心，結合加速老化、配方相容性等多維度測試，揭示材料在生命周期中的性能演變規律。
1. 試驗方案
1.1 加速老化測試
加速保質期研究基于阿倫尼烏斯模型，該模型指出溫度每升高10°C，化學反應速率加倍。加速老化時間（AAT）通過將所需（或要求）的保質期除以加速老化因子（AAF）來確定。AAF的計算公式如下：
其中，Q10 為溫度升高或降低10°C時的老化因子，TAA為加速老化溫度（°C），TRT為環境（倉庫）溫度（°C）。通常采用 Q10=2 的阿倫尼烏斯方程計算老化因子。因此，實驗選擇的參數為：TAA=55°C（測試溫度通常在50°C至60°C之間，最常見為55°C）；TRT=22°C（環境/存儲溫度通常在22°C至25°C之間；22°C可得到最短測試時間）；Q10=2。相對濕度 RH=5 不是阿倫尼烏斯方程的因素，但應保持在20%以下以避免材料損壞。
在加速老化測試中，PLA和PLA/PHA化妝品容器（帶蓋廣口瓶）在環境溫度下真空干燥至恒重以消除最終水分含量，然后填充1 mL化妝品模擬物（去離子水、石蠟或乙醇），并在 TAA=55°C±1°C 下與空白測試（空化妝品容器）一起孵育。在預定的加速老化時間（9、19、37、74、111和185天，分別對應真實時間老化3、6、12、24、36和60個月）后，打開化妝品容器并與模擬物分離。對于去離子水和乙醇，樣品用去離子水洗滌以去除降解產物，并在環境溫度下真空干燥至恒重。對于粘性模擬物石蠟，樣品在濾紙上瀝干。實驗重復三次。
1.2 包裝/化妝品配方相容性測試
使用真實化妝品配方在兩種溫度條件下進行測試：環境溫度（23°C ± 2°C，對照實驗）和加熱室45°C（加速老化），為期84天（12周）。
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
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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 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 塑料、橡膠、涂料等高分子材料在使用過程中會遇到老化的問題。為評價高分子材料的耐老化性能，逐漸形成了兩類老化試驗方法：
一類是自然老化試驗方法，即直接利用自然環境進行的老化試驗；另一類是人工加速老化試驗方法，即在實驗室利用老化箱模擬自然環境條件的某些老化因素進行的老化試驗。由于老化因素的多樣 性及老化機理的復雜性，自然老化無疑是最重要最可靠的老化試驗方法。
但是由于自然老化周期相對較長， 不同年份、季節、地區氣候條件的差異性導致了試驗結果的不可比性；而人工加速老化試驗模擬強化了自然氣候中的某些重要因素，如陽光、溫度、濕度、降雨等，縮短了老化試驗的周期，且由于試驗條件的可控性，試 驗結果再現性強。人工老化作為自然老化的重要補充，正廣泛運用于高分子材料的研究、開發、檢測中。在人工加速老化的試驗過程中，人們普遍會關心以下幾個問題：應該選擇什么樣的試驗條件，進行多長時間 的試驗；該選擇什么指標來評價該產品的老化性能。本文試圖針對這些問題對人工加速老化試驗進行一些探討。
1 人工加速老化試驗條件的選擇
這個問題實際上可以理解為應該模擬哪些老化因素，高分子材料在使用過程中，氣候環境里許多因素都有可 能對高分子材料的老化產生作用。如果事先知道產生老化的主要因素，就可以有針對性的選擇試驗方法。我們 可以從該材料的運輸、儲存、使用環境以及其老化機理等方面考慮，確定試驗方法。例如硬聚氯乙烯型材，使 用聚氯乙烯為原料，添加穩定劑、顏料等助劑加工而成，主要用于室外。從聚氯乙烯的老化機理考慮，聚氯乙 烯受熱易分解；從使用環境考慮；空氣中的氧、紫外光、熱、水分都是引起型材老化的原因。
展開 
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表：光模塊常見機械可靠性測試項目
壽命測試與加速老化測試
壽命測試旨在評估光模塊在長期工作條件下的性能衰減特性，為預測其使用壽命提供數據支持。由于實際使用壽命長達5年以上，加速壽命測試成為行業普遍采用的方法，通過提高應力水平（如溫度、電流、濕度）來縮短測試時間。
（三）環境與老化測試設備：座椅材料與結構的抗老化能力測試設備
模擬極端環境與加速老化，測試座椅抗老化能力，保障全生命周期品質穩定。
高低溫濕熱試驗箱/步入式環境艙：模擬-40℃~85℃、10%~98%RH環境，測試材料抗溫變、抗濕熱能力及機構可靠性。
多物理場耦合加速老化艙：復合多環境因素，加速老化進程，快速評估材料與結構抗老化性能。
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
試驗方案
1.1 加速老化測試
加速保質期研究基于阿倫尼烏斯模型，該模型指出溫度每升高10°C，化學反應速率加倍。加速老化時間（AAT）通過將所需（或要求）的保質期除以加速老化因子（AAF）來確定。AAF的計算公式如下：
其中，Q10 為溫度升高或降低10°C時的老化因子，TAA為加速老化溫度（°C），TRT為環境（倉庫）溫度（°C）。
可靠性測試包括哪些測試和設備？11個月前
</p><h1 class="ql-align-justify"><strong>壽命與耐久性測試致力于模擬長期使用場景，評估產品壽命和性能衰減</strong></h1><p class="ql-align-justify">加速老化測試在高溫高濕等惡劣條件下加速材料老化，比如在 85°C/85% RH 的環境下持續 1000 小時，以此快速檢測產品在長期自然環境下可能出現的性能變化，提前發現潛在問題
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？
在1989年以前，汽車行業沒有一個專門的氙燈加速老化測試方法的國際標準。1989年，汽車工程協會(SAE)發布了J1960“水冷式氙燈汽車外飾件加速暴露測試”和SAE J1885“水冷式氙燈汽車內飾件加速暴露測試”兩項汽車材料耐候性測試標準。
國高材分析測試中心氙燈老化測試中
當時，SAE J1960和J1885有利于汽車制造商統一測試條件。
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