Применение LISUN Камера для испытаний на старение ксеноновых ламп XD-150LS в рамках оценки атмосферостойкости материалов.

Резюме
Старение материалов, вызванное воздействием солнечного света, температуры и влажности, создает серьезные проблемы для долговечности изделий. LISUN XD-150LS Испытательная камера старения ксеноновой лампы Эта система решает данную проблему, интегрируя основной принцип «естественного моделирования + ускоренного старения». Оснащенная ксеноновой дуговой лампой, воспроизводящей более 90% полного спектра естественного солнечного света, эта камера точно воссоздает разрушительные длины волн (ультрафиолетовый и видимый свет) из солнечного света на открытом воздухе. В сочетании с модулями контроля температуры, распыления воды и регулирования влажности она создает чередующийся цикл «воздействие света – высокая температура – ​​распыление – конденсация при низкой температуре», полностью имитируя три основных фактора старения. В данном исследовании подробно описан механизм работы камеры, технические характеристики, процедуры испытаний и практическое применение, демонстрирующие ее способность сжимать месяцы/годы старения на открытом воздухе в дни/недели, предоставляя надежные данные для исследований и разработок материалов, контроля качества и соответствия отраслевым стандартам.

1. Введение
В таких отраслях, как производство покрытий, пластмасс, текстиля и автомобилестроение, устойчивость материалов к атмосферным воздействиям напрямую определяет срок службы продукции. Традиционные испытания на естественное старение на открытом воздухе занимают много времени (от месяцев до лет) и легко подвержены влиянию неконтролируемых факторов (например, региональных климатических различий, сезонных изменений), что делает их неэффективными для быстрой разработки продукции. Камера для испытаний на старение с использованием ксеноновых ламп, как основное оборудование для искусственного ускоренного старения, решает эту проблему, имитируя естественные факторы окружающей среды в лабораторных условиях. Среди них... LISUN Испытательная камера для определения старения ксеноновых ламп XD-150LS отличается высоким спектральным сходством с естественным светом, точным контролем окружающей среды и соответствием многочисленным международным стандартам. В данной статье рассматриваются принципы ее конструкции, технические параметры и сценарии применения, что позволяет использовать ее в качестве справочного материала для испытаний материалов на устойчивость к атмосферным воздействиям.

2. Основной принцип работы LISUN Испытательная камера для старения ксеноновых ламп XD-150LS

Операция LISUN Испытательная камера для старения ксеноновых ламп XD-150LS основана на двух ключевых концепциях: имитации солнечного света полного спектра и многофакторном циклическом старении.

2.1 Имитация солнечного света полного спектра с помощью ксеноновой дуговой лампы

В качестве основного источника света в камере используется ксеноновая дуговая лампа китайского производства мощностью 1.8 кВт (срок службы 1200 часов). В отличие от обычных люминесцентных ламп, излучающих лишь часть ультрафиолетового света, ксеноновая дуговая лампа в сочетании со стеклянным фильтром на основе борной кислоты может воспроизводить полный спектр естественного солнечного света (диапазон длин волн 280–800 нм), включая ультрафиолетовое (УФ, 280–400 нм) и видимое излучение (400–800 нм). Как показано на рисунке 1, спектральное сходство между ксеноновой лампой и естественным солнечным светом превышает 90%, что гарантирует соответствие механизма старения материалов под воздействием света в камере естественному старению на открытом воздухе. Например, УФ-диапазон (особенно 340 нм) в спектре ксеноновой лампы может эффективно имитировать фотодеградацию полимерных материалов, вызванную коротковолновым УФ-излучением солнечного света, что имеет решающее значение для оценки атмосферостойкости пластмасс и покрытий.

Рисунок 1: Сравнение спектров ксеноновой лампы (LISUN XD-150LS) и естественный солнечный свет

2.2 Многофакторная циклическая среда старения при проектировании

Для полного моделирования условий старения на открытом воздухе камера интегрирует три основных модуля управления окружающей средой (температура, влажность и распыление воды), создавая чередующийся цикл «воздействие света – высокая температура – ​​распыление – конденсация при низкой температуре». Конкретная логика цикла и параметры управления следующие:
• Этап светового облучения: включается ксеноновая лампа, интенсивность излучения регулируется в диапазоне 0.30–0.57 Вт/м² (при 340 нм) или 0.66–1.22 Вт/м² (при 420 нм). Температура черной панели (BPT) контролируется в диапазоне 45–85℃ для имитации повышения температуры поверхности материалов под воздействием солнечного света.
• Высокотемпературная стадия: Поддерживает температуру в камере на уровне RT~80℃ (RT = комнатная температура) с колебаниями температуры ≤±0.5℃, ускоряя термическое окисление материалов.
• Этап распыления: Используется форсунка с отверстием 0.8 мм для распыления воды под давлением 0.12–0.15 МПа. Время распыления (1–9999 мин) и цикл (1–240 мин) регулируются, имитируя эрозию от дождя.
• Этап низкотемпературной конденсации: снижает температуру в камере до 50℃±2℃ (при выключенном освещении) и поддерживает влажность на уровне 80–95% относительной влажности, имитируя образование росы на поверхностях материалов ночью, что способствует электрохимической коррозии покрытий и металлов.

Эта циклическая среда полностью охватывает три основных фактора старения материала (солнечный свет, температура, влажность) и усиливает интенсивность ключевых факторов (например, увеличение УФ-излучения, расширение диапазонов температуры/влажности), тем самым сокращая процесс старения. Например, явления старения, которые для автомобильной краски на открытом воздухе занимают 6 месяцев, могут быть воспроизведены в камере за 2-3 недели.

3. Технические характеристики LISUN Испытательная камера для старения ксеноновых ламп XD-150LS

Производительность LISUN Прибор XD-150LS соответствует строгим техническим параметрам, обеспечивающим точность и воспроизводимость результатов испытаний. В таблице 2 приведены его основные характеристики, а также сравнение с другими приборами. LISUN Для справки представлены модели (XD-010LS/XD-010LF).

Таблица 2: Технические характеристики LISUN Испытательная камера старения ксеноновой лампы

Основные преимущества XD-150LS включают: (1) Регулируемое расстояние между штативом для образцов и центром лампы, подходящее для образцов различной толщины; (2) Воздушное охлаждение, которое проще в обслуживании, чем водяное охлаждение (используемое в XD-010LS/XD-010LF); (3) Компактные внутренние размеры, идеально подходящие для мелкосерийных НИОКР-испытаний (например, для проверки новых формул покрытий).

XD-150LS_AL

4. Стандартные процедуры испытаний для LISUN XD-150LS

Для обеспечения достоверности результатов испытаний, LISUN Для работы с XD-150LS необходимо строго соблюдать стандартные процедуры, которые разделены на 7 этапов (Рисунок 2):
Рисунок 2: Блок-схема LISUN Процедуры тестирования XD-150LS
1. Подготовка образцов → 2. Осмотр оборудования → 3. Настройка параметров → 4. Размещение образцов → 5. Тестовый запуск → 6. Промежуточное/заключительное тестирование → 7. Оценка результатов

4.1 Подготовка проб

• Образцы следует нарезать в соответствии со стандартами испытаний (например, 75×150 мм для пластмасс, 100×200 мм для покрытий), чтобы обеспечить репрезентативность выборки.
• Использовать LISUN Вспомогательные приборы для измерения исходных свойств:
• HSCD-860 Портативный спектрофотометр: измерение исходной разницы цветов (ΔE₀).
• Глоссмометр AGM-500: Измеряет начальный блеск (значение блеска при 60°, G₀).
• PULL-500KG Испытательный стенд для определения прочности на растяжение: Определите начальный предел прочности на растяжение (σ₀).
• Упаковывайте образцы в чистые сухие контейнеры, чтобы избежать загрязнения.

4.2 Осмотр оборудования

• Проверьте срок службы ксеноновой лампы (замените, если он превышает 1200 часов) и целостность фильтра (отсутствие трещин/царапин).
• Проверьте систему охлаждения (поток воздуха для XD-150LS) и систему распыления воды (засорение форсунки, уровень воды в баке, проводимость <5 мкс/см).
• Откалибруйте датчики освещенности (используя стандартный измеритель освещенности) и температуры (погрешность ≤±2℃).

4.3 Настройка условий тестирования

В качестве примера рассмотрим тест на качество отделки салона автомобиля (соответствующий стандарту SAE J2412):
• Интенсивность излучения: 0.55 Вт/м² (при 340 нм).
• Температура: 63℃±3℃ (светлая фаза), 50℃±2℃ (темная фаза).
• Влажность: 50%±5% относительной влажности (светлая фаза), 90%±5% относительной влажности (темная фаза).
• Цикл распыления: 18 минут распыления / 102 минуты паузы.

4.4 Размещение образцов

• Закрепите образцы на плоскопанельной подставке (460×550 мм) так, чтобы тестовая поверхность была обращена к ксеноновой лампе.
• Для обеспечения равномерного освещения/температуры необходимо поддерживать зазор между образцами не менее 10 мм.
• Чтобы избежать колебаний микроклимата в камере, закройте пустые участки стеллажей черными досками.

4.5 Тестовый прогон

• Закройте дверцу камеры, запустите оборудование и стабилизируйте параметры в течение 30 минут.
• Запустите таймер и записывайте данные (освещённость, температура, влажность) каждые 24 часа.
• Избегайте частого открывания дверей; при необходимости приостановите таймер и перезапустите его после стабилизации параметров.

4.6 Промежуточное/Итоговое тестирование

• После 250 часов испытаний извлеките образцы и выдержите их в стандартных условиях (23℃±2℃, 50%±5% относительной влажности) в течение 4 часов.
• Повторно измерьте разницу в цвете (ΔE), блеск (G) и прочность на разрыв (σ), используя те же приборы.

4.7 Оценка результатов

• Оценка внешнего вида: проверьте наличие выцветания (ΔE > 3 указывает на значительное выцветание), образования мелового налета или трещин.
• Оценка эксплуатационных характеристик: Рассчитайте коэффициент сохранения прочности на растяжение (σ/σ₀ × 100%); коэффициент сохранения <80% указывает на низкую устойчивость к атмосферным воздействиям.
• Оценка соответствия: Сравните результаты со стандартами (например, стандарт SAE J2412 требует ΔE ≤ 5 и коэффициент сохранения σ ≥70% для соответствующих требованиям автомобильных элементов внутренней отделки).

5. Практическое применение LISUN Испытательная камера для старения ксеноновых ламп XD-150LS

LISUN Благодаря соответствию международным стандартам (например, ISO 4892-2, ASTM G155, SAE J2412) и гибким условиям испытаний, XD-150LS широко используется в различных отраслях промышленности.

5.1 Исследования и разработки материалов

В лакокрасочной промышленности сотрудники отдела исследований и разработок используют камеру для проверки новых формул антивозрастных покрытий. Например, сравним показатели старения двух акриловых покрытий (A и B) после 500 часов испытаний:
• Формула А: ΔE = 6.2, коэффициент сохранения блеска = 65%, коэффициент сохранения прочности на разрыв = 72%.
• Формула B: ΔE = 3.1, коэффициент сохранения блеска = 88%, коэффициент сохранения прочности на разрыв = 90%.
• Результаты показывают, что формула B обладает лучшими антивозрастными свойствами, поэтому она выбрана для дальнейшей разработки.

5.2 Промышленный контроль качества

Для гидроизоляционных материалов (соответствующих стандарту GB/T 16422.2) производители используют камеру XD-150LS для проведения предпродажных испытаний. Камера имитирует 2000 часов старения на открытом воздухе (эквивалентно 5 годам эксплуатации на открытом воздухе), и продукция, соответствующая требованиям, должна отвечать следующим условиям:
• Не трескается, не пузырится и не отслаивается.
• Увеличение скорости водопоглощения ≤10%.
• Коэффициент сохранения прочности на растяжение ≥85%.

5.3 Автомобильная промышленность

Для элементов внешней отделки автомобилей (например, бамперов, соответствующих стандарту SAE J2527) камера имитирует воздействие высоких температур (70℃) и дождевых брызг. После 1000 часов испытаний бамперы, соответствующие требованиям, должны обладать следующими характеристиками:
• Разница в цвете ΔE ≤ 4.
• Коэффициент сохранения ударной прочности ≥75%.
• Отсутствие изменения цвета или деформации.

6. Заключение
LISUN XD-150LS Испытательная камера старения ксеноновой лампыКамера, в основе которой лежит принцип «естественное моделирование + ускоренное старение», эффективно решает проблему неэффективности традиционных испытаний на естественное старение. Высокоспектральная ксеноновая дуговая лампа и многофакторная система циклического управления гарантируют соответствие результатов испытаний реальному старению на открытом воздухе. Благодаря строгим техническим характеристикам и стандартным процедурам, камера предоставляет надежные данные для исследований и разработок материалов, контроля качества и соответствия отраслевым стандартам в области покрытий, пластмасс, автомобилестроения и других областях. Поскольку промышленность требует большей долговечности продукции, камера для испытаний на старение с использованием ксеноновой лампы будет играть все более важную роль в развитии высокоэффективных, атмосферостойких материалов.