GB/T16422.2實驗室光源暴露試驗方法：氙弧燈

下面由科賽德儀器為大家介紹GB/T16422.2實驗室光源暴露試驗方法：氙弧燈（推薦使用科賽德品氙燈老化機），該標準測試要求使用水冷氙弧燈耐候試驗機進行實驗，使用全光譜290-800nm波段、550W/m2的輻照強度進行實驗。

3原理

3.1配備了合適濾光器的氙弧燈在維護適當時,用來模擬日光中紫外區(qū)域和可見光區(qū)域的光譜能量分布。
3.2試樣暴露于不同等級的光.熱、相對濕度以及水(見3.4)的可控環(huán)境條件中。
3.3暴 露條件因以下選擇而變化:
a) 濾光器;
b)輻照度;
c) 光暴露過程中的溫度;
d)當暴露條件需控制濕度時,在光照和暗周期過程中試驗箱的空氣相對濕度;
e) 試樣潤濕方式(見3.4);
D水溫和潤濕周期:
g)光照和暗周期的相對時間 長度。
3.4潤濕通常由采用去離子水噴酒試樣 .將試樣浸入水中或在暴露試樣的表面凝結(jié)水氣三種方式產(chǎn)生。
3.5試驗過程可包括試樣表面上輻照度和輻射暴露量的測量.
3.6建議將- 種已 知性能的相似材料(對照物)與試驗試樣同時暴露來提供標準比對。
3.7在不同設(shè)備中暴露的試驗結(jié)果不宜進行比較,除非在用于特定材料暴露的設(shè)備間已建立了適當?shù)慕y(tǒng)計學(xué)關(guān)系。
4設(shè)備
4.1實驗室光源
4.1.1概述
光源應(yīng)由一個或多個有石英封套的氙弧燈組成,其光譜范圍包括波長大于270nm紫外光、可見光及紅外光。為了模擬日光,應(yīng)使用濾光器來濾除短波長的紫外輻射(方法A,見表1)。采用可降低波長310nm以下輻照度的濾光器來模擬透過窗玻璃后的日光(方法B,見表2)。另外,使用濾除紅外輻射的濾光器可防止對試樣產(chǎn)生不切實際的加熱，這種加熱會引起戶外暴露不會出現(xiàn)的熱降解。
注: CIE 85描述了多種不同大氣環(huán)境下的太陽光譜輻照度。GB/T 16422的本部分采用的B光基準引自CIE 85:1989中的表4.
4.1.2配置 日光濾光器的氚弧燈的光譜輻照度
為了模擬日光,采用濾光器對氙弧燈進行光過濾CIE85:1989,表4).表1給出了在紫外波長范圍內(nèi)相對光譜輛照度的最小限值和最大限值(亦見附錄A.
本表給出了在給定帶寬內(nèi)的輻匹度占290nm~400nm總輻照度的百分比。要檢湖一個特定濾光器或濾光器組是否符合本表要求,應(yīng)發(fā)量250 nm~400 nm的光譜輻照度。然后將每一帶寬內(nèi)的總輻照度加和，再除以290nm~400nm間的總輻照度，
針對按設(shè)備制造商建議使用的不同產(chǎn)品批次和不同使用期限的配置日光博光器的水冷和風(fēng)冷氙弧燈,本表中的最小限值和最大限值是該設(shè)備超過100次的光措輻照度捌批結(jié)果中。當獲得更多的光譜輻照度數(shù)據(jù)時，限值可能會發(fā)生微小變化。最小限值和最大限值相對于所有測量平均值的分布至少是三西格瑪水平。
最小限值列加和與最大限值列加和不一.定為100%，因為它們只是代表測盤數(shù)據(jù)的最小值和最大值。對于任:一單獨的光譜輻照度分布,本表申各帶寬計算得到的百分比加和為100%。對于任一配置日光謔光器的氙弧燈，每一帶寬內(nèi)計算得到的百分比應(yīng)在給定的最小限值和最大限值之間?？梢灶A(yù)測到使用不同氙弧設(shè)備獲得的暴露試驗結(jié)果會不同，因為光譜輻照度隨誤差允許大小而變動。聯(lián)系低弧設(shè)備制造商來獲取所用氙弧燈和濾光器詳細的光譜輻照度數(shù)據(jù)。
CIE85:1989申表4給出了全球太陽光輻照度的數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)是在相對空氣質(zhì)量為1.0、標準溫度和壓力下臭氧柱壓為0.34 em、可析出水蒸氣壓力為1.42 em、在500 nm處氣溶膠衰減的光譜學(xué)深度為0.1的水平表面上測得的。這些數(shù)據(jù)是配置日光源光器的氨弧燈的目標值。
對于CIE 85:1989中表4描述的太陽光光譜，以占290 nm~800 nm總輛照度的百分比表示的紫外輻照度(290 nm~400 nm)為11%，可見光輻照度(400 nm~800 nm)為89%。暴露在氙強燈下的試樣,其表面紫外輻照度與可見光輻照度會根據(jù)暴露試樣的數(shù)址和它們的反射率的不同而不同。
4.1.3配置窗玻璃濾光器的氙弧燈的光譜輻照度
為了模擬透過窗玻璃后的日光,采用濾光器對氙弧燈進行光過濾。表2給出了在紫外波長范圍內(nèi)相對光譜輻照度的最小限值和最大限值(亦見附錄A)。
“本表給出了在給定帶寬內(nèi)的輻照度占290nm~400nm總輻照度的百分比。要檢測一個特定濾光器或濾光器組是否符合本表要求,應(yīng)測量250 nm~400 nm的光譜輻照度。然后將每一帶寬內(nèi)的總輻照度加和,再除以290nm~400nm間的總輻照度。
針對按設(shè)備制造商建議使用的不同產(chǎn)品批次和不同使用期限的配置窗玻璃津光器的水冷和風(fēng)冷氙弧燈,本表中的最小限值和最大限值是該設(shè)備通過30次的光譜輻照度測量結(jié)果0。當獲得更多的光譜輻照度數(shù)據(jù)時,限值可能會發(fā)生微小變化。最小限值和最大限值相對于所有測量平均值的分布至少是三西格瑪水平。
“最小限值列加和與最大限值列加和不一定為 100%，因為它們只是代表測量數(shù)據(jù)的最小值和最大值。 對于任一單獨的光譜輻照度分布,本表中各帶寬計算得到的百分比加和為100%。對于任-配置窗玻璃冰光器的氙弧燈，每一帶寬內(nèi)計算得到的百分比應(yīng)在給定的最小限值和最大限值之間?？梢灶A(yù)測到使用不同凱弧設(shè)備獲得的暴露試驗結(jié)果會不同,因為光譜輻照度隨誤差允許大小而變動。聯(lián)系氨弧設(shè)備制造商來獲取所用氙弧燈和濾光器詳細的光譜輻照度數(shù)據(jù)。
CIE85;1989表4的光譜經(jīng)窗玻璃作用后的值,可由CIE85:1989表4中的數(shù)據(jù)乘以3mm厚安玻璃的光譜透過率得到(參見ISO11341)。這些數(shù)據(jù)是配置窗玻璃濾光器的氬弧燈的目標值。
對于CIE85;1989中加窗玻璃的數(shù)據(jù)，以占300nm~800nm總輻照度的百分比表示的紫外輻照度(300nm~400 nm)為9%，可見光輻照度(400 nm~ 800 nm)為91%。暴露在鼠弧燈下的試樣,其表面紫外輻照度與可見光輻照度會根據(jù)暴露試樣的數(shù)量和它們的反射率的不同而不同。
4.1.4輻照度均勻性
樣品暴露面上任一位置的輻照度至少應(yīng)為該暴露面最高輻照度的80%，如果不能滿足此要求,應(yīng)按ISO 4892-1對暴露樣品進行周期性換位。
注:對于一些高反射率的材料，即使當暴露區(qū)域內(nèi)的輻照度均勻性在極限范圍內(nèi)而不要求周期性換位時，仍然推薦用周期性換位來確保樣品號露的均勻性。
4.2試驗箱
試驗箱的設(shè)計可不同,但應(yīng)由惰性材料構(gòu)造。試驗箱的輻照度和溫度均應(yīng)可控。對于需要控制濕度的暴露試驗，試驗箱應(yīng)包含符合Iso4892-1要求的濕度控制裝置。當暴露試驗需要時，設(shè)備也應(yīng)包含提供噴淋的裝置或在試樣表面形成凝露的裝置,或者將試樣浸人水中的裝置。噴淋使用的水應(yīng)符合
ISO 4892-1的要求。
光源的定位應(yīng)使試樣表面的輻照度符合6.1要求
注,如果光源系統(tǒng)(一-支或多支燈)置于試驗箱中央位置,通過使用旋轉(zhuǎn)試樣架或變換試樣位置.成旋轉(zhuǎn)光源可降低
光源偏心率對暴解均勻性的影響。
如使用這些燈會產(chǎn)生臭氧,則應(yīng)把燈與試樣和操作人員隔離。如果空氣流中存在臭氧,應(yīng)按照國家
相關(guān)規(guī)定將其排放到建筑物外。
4.3 輻照儀
使用的輻照儀應(yīng)符合 ISO 4892-1中的要求。
4.4黑標溫度計或黑板溫度計
使用的黑標溫度計或黑板溫度計應(yīng)符合ISo 4892-1中的要求。
4.5 潤濕和控濕裝置
4.5.1 概述.
試樣可在噴淋凝露或浸潤狀態(tài)的濕度環(huán)境下暴露。表3和表4給出了使用噴淋的暴露條件。如
果用凝露,浸潤或其他方法對試樣進行濕暴露,具體的步驟和所用暴露條件應(yīng)在試驗報告中說明。
表3和表4還給出了要求控制相對濕度與不要求控制相對濕度的暴露條件。
注:空氣相對經(jīng)度會對聚合物的光降解有顯著影響。
4.5.2相對濕度控制裝置
對于要求控制相對濕度的暴露,用來測量相對濕度的傳感器的位置應(yīng)符合ISO 4892-1中的規(guī)定。
4.5.3噴淋系統(tǒng)
試驗箱應(yīng)按規(guī)定條件在試樣正面或背面安裝間歇噴淋的裝置。噴淋水應(yīng)在試樣表面均勾分布。噴淋系統(tǒng)應(yīng)由不會污染噴淋水的耐腐蝕材料制備。
噴到試樣表面水的電導(dǎo)率應(yīng)低于5 puS/cm,不溶物含量小于1 ug/g,且在試樣表面不留下可見的污跡或沉積物。硅含量應(yīng)保持在0.2 μg/g以下。可利用去離子和反滲透作用相結(jié)合來制備所需質(zhì)量的水。
4.6試樣架
試樣架可為開放式框架,使試樣背面外露或者為試樣提供固體背板。它們應(yīng)由不會對暴露結(jié)果產(chǎn)生影響的惰性材料制備,例如耐氧化的鋁合金或不銹鋼。黃銅、鐵或紫銅不應(yīng)在試樣附近使用。所用的背板可對結(jié)果產(chǎn)生影響,因此背板的使用及試樣與背板間的空腺應(yīng)由相關(guān)方商定,特別是對于透明試樣。
4.7性能變化評價設(shè) 備
用于評價性能變化的設(shè)備應(yīng)符合IsO4582的要求。
5試樣
見ISO 4892-1.
6試驗條件
6.1 輻照
除非另有規(guī)定,按表3和表4的輻照條件來控制輻照度。也可由相關(guān)方商定使用其他的輻照條件.
輻照度及其對應(yīng)的帶寬應(yīng)在試驗報告中注明。
6.2 溫度
6.2.1黑 標溫度或黑板溫度
表3給出了仲裁試驗中使用的黑標溫度。對于常規(guī)的試驗?？捎煤诎鍦囟扔嫶婧跇藴囟扔?見表4)。但應(yīng)認識到由于它們的號熱性不同,兩種類型的溫度計測得的溫度不同(見ISO 4892-1)。
注1:如使用黑板溫度計,在典型的暴露條件下顯示的溫度會比黑標溫度計顯示的溫度低3 C~12 C.
如果使用黑板溫度計，黑板材料、溫度傳感器的類型及其在平板上的安裝方式應(yīng)在試驗報告中
注明。
注2:如在特定暴據(jù)條件中使用更高的溫度(見表3中的循環(huán)3.4.7.8和表4中的循環(huán)1112.15.16),試樣產(chǎn)生熱降解的趨勢會地加，且會影響試驗結(jié)果。
經(jīng)相關(guān)方高定可使用其他溫度,但應(yīng)在試驗報告中注明，
如果使用賀淋,對溫度的要求適用于干周期未期。如果在短時的噴淋過程中溫度來達到穩(wěn)定,應(yīng)在干周期內(nèi)達到并維持指定的溫度，并記錄干周期內(nèi)的最高溫度
注3,可按Iso 4892-1的規(guī)定用白標/白板溫度計測試白標/白板溫費以獲得不同顏色試樣表溫度的范圍。
6.2.2箱體內(nèi)空氣溫度
暴踐過程中可將箱體內(nèi)的空氣控制在指定的溫度,也可不控制箱體內(nèi)的空氣溫度(見表3和表4)。
6.3箱體內(nèi)空氣相對濕度
暴露過程中可格箱體內(nèi)空氣控制在指定的相對濕度,也可不控制其相對顯度觀表3和表4)。
6.4噴琳循環(huán)
噴淋周期應(yīng)由相關(guān)方商定，優(yōu)先選用表3或表4中的方法A。
6.5 暗周期的循環(huán)
表3和表4中的條件適用于連續(xù)輻照的試驗?？墒褂酶鼜?fù)雜的循環(huán)，這些循環(huán)可包括高濕度和/或
在試樣表面產(chǎn)生凝醒的暗周期。
應(yīng)在試樣報告中注明試驗的詳加條件。
6.6暴露條件 .
表3和表4給出了使用日光濾光器(方法A)和使用窗玻璃濾光器(方法B)進行暴露的多組條件。I
如未指定暴露條件,采用循環(huán)1。
7步驟
7.1 概述
在每個暴露試驗中，建議每種被測材料至少暴露三個試樣以便對結(jié)果進行統(tǒng)計學(xué)評估。
7.2試樣 的安裝
將試樣以不受任何應(yīng)力的方式固定在設(shè)備中的試樣架上。每個試樣應(yīng)作不易消除的標記,此標記.
的位置不應(yīng)影響后續(xù)的試驗。為了檢查方便,可以設(shè)計試樣放置的布置圖。