材料耐候老化检测技术

1、Solar Power University QA Department Prepared by: Kevin Chen主要内容主要内容 1.材料老化实验相关背景简介材料老化实验相关背景简介 2.不同老化机的简介不同老化机的简介 3.老化时间的计算老化时间的计算Solar Power University 户外暴晒户外暴晒Solar Power University 影响材料自然老化性能的因素影响材料自然老化性能的因素Solar Power University u1、阳光u2、温度u3、湿度u4、雨、露水u5、其他：水、雷电、风、盐雾、酸雨、 生物、污染物等等其它因素太阳光谱与碳弧灯光谱太阳

2、光谱与碳弧灯光谱Solar Power University Carbon Arc 碳弧碳弧Solar Power University 封闭式：在日本仍用于材料的褪 色及色牢度测试开放式：在日本仍用于汽车材料 的老化测试太阳光谱与氙灯光谱太阳光谱与氙灯光谱Solar Power University 氙灯日晒老化机氙灯日晒老化机Solar Power University 水冷式氙弧灯风冷式氙弧灯滤光镜组合滤光镜组合Solar Power University Boro/Boro：模拟太阳光整个光化学区的 光谱能量分布 Boro/Soda Lime：模拟透过窗玻璃的太 阳光的光谱能量分布 Q

3、uartz/Boro：含有部分太阳光所没有的 更短波长 Quartz/Quartz：近似地球大气不能滤去 的太阳光强度 IR/Boro：模拟太阳光3001000nm的光 谱能量分布.温度温度Solar Power University 暴露试样的表面最高温度主要依赖于光源照强度、辐射热的吸收、试样自身的热传导、试样与空气或与试样架之间的热传递等条件.黑板温度(BPT):显示导热性良的深色试样表面温度黑标温度(BST):显示导热性差的深色试样表面温度白标温度(WST):显示导热性差的浅色试样表面温度湿度、雨、露水湿度、雨、露水Solar Power University 化学反应 渗透作用 溶解

4、 热冲击 冲刷 部分材料对水分子较敏感，较容易吸湿而导致表面光泽下降。如环氧树脂、聚氨酯等。 常用湿度条件：505%、655% 常用模拟下雨条件：102min干燥，18min喷淋常用氙弧灯老化试验条件常用氙弧灯老化试验条件Solar Power University ASTM G155/G26非金属材料氙灯曝露试验循环循环滤镜滤镜曝露循环条件曝露循环条件光照强度光照强度黑板温度黑板温度适用范围适用范围102min光照光照 632.518min光照光照喷淋喷淋-102min光照光照 632.518min光照光照 喷淋喷淋-更好地模拟户外更好地模拟户外6h黑暗黑暗, 954RH 242.51.5h

5、光照光照, 705RH 773.0户外纺织品户外纺织品0.5h光照喷淋光照喷淋-102min光照光照,355RH 632.518min光照光照喷淋喷淋- - 632.5 43240min光照光照50%5RH702 02 20min光照光照喷淋喷淋-60min光照光照, 505RH702 702 1h黑暗黑暗, 955RH382 382 3.8h光照光照, 505RH 893.01h黑暗黑暗, 955RH 382.012DaylightDaylight玻璃窗玻璃窗48576玻璃窗玻璃窗30.30 W/m2340nm100%光照光照,555RH玻璃窗玻璃窗Daylight0.35 W/m2340n

6、m最为常用条件最为常用条件户内纺织品户内纺织品3.8h光照光照, 355RH1h黑暗黑暗, 955RH玻璃窗玻璃窗1.10 W/m2420nm 552.0玻璃窗玻璃窗1.10 W/m2420nm0.35 W/m2340nm汽车外用材料汽车外用材料汽车内用材料汽车内用材料0.35 W/m2340nm0.55 W/m2340nm户内纺织品户内纺织品户内塑料户内塑料0.55 W/m2340nmISO 4892-2:2006 Method ASolar Power University 荧光紫外人工加速老化荧光紫外人工加速老化原理：以荧光紫外灯为光源，模拟并强化对高分子材料老化影响最显著的紫外光谱，并

7、适当控 制温度、湿度，使在试样上同期性的产生凝露的试验。Solar Power University 紫外光谱紫外光谱Solar Power University 紫外光谱分区 UV-A：315400nm 引起高分子材料 老化的主要区域 UV-B：280315nm 包括了能到达地 球地面的最短紫外光，可被窗 玻璃过滤掉 UV-C：100280nm 只存在于大气层 之外的太空中荧光紫外灯光谱与太阳光谱Solar Power University 太阳光太阳光UVB-313 灯管灯管FS-40 灯管灯管太阳光太阳光UVA-340 灯管灯管常用荧光紫外老化试验条件常用荧光紫外老化试验条件Solar

8、Power University 循环循环循环条件循环条件光照强度光照强度黑板温度黑板温度适用范围适用范围8h UV光照光照0.77W/m2.nm6034h 黑暗高湿黑暗高湿5038h UV光照光照0.77W/m2.nm7034h 黑暗高湿黑暗高湿5038h UV光照光照0.77W/m2.nm5034h 黑暗高湿黑暗高湿503C建筑材料建筑材料A通用材料通用材料B汽车材料汽车材料ASTM D4329-99 塑料荧光紫外曝晒试验塑料荧光紫外曝晒试验ISO 4892-3：2006 Method ASolar Power University 太阳、氙灯与紫外光谱比较太阳、氙灯与紫外光谱比较Sola

9、r Power University 最受关注的问题Solar Power University 太阳能组件太阳能组件25年自然老化年自然老化=人工气候老化需要多长时人工气候老化需要多长时间？间？目前最权威的计算方法目前最权威的计算方法Solar Power University 老化时间老化时间=年太阳辐照总量年太阳辐照总量年数年数60% 67%5503600 -年太阳辐照总量：波长范围在3002450nm内的各地区地面吸收的阳光 年辐照总量，J/m2 ； -60%：波长范围在300800nm的辐照量占总辐照量的百分数，材料正因 为吸收此范围的光照而引起老化降解； -67%：温度修正系数。因

10、在自然老化中，除了夏天，其他季节的平均气温 相对较低； -550：氙灯日晒老化机使用Boro/Boro滤镜组合时，其发射的光谱波长范 围在300800nm的辐照量，W/m2 -3600：1hour=3600sec所以对于我司太阳能组件在加洲需要了解到年太阳辐射总量才能计算出老化所以对于我司太阳能组件在加洲需要了解到年太阳辐射总量才能计算出老化时间。时间。地面阳光光谱辐照度分布地面阳光光谱辐照度分布（出版物（出版物CIE No 85:1989表表4）Solar Power University 中国主要的气候类型中国主要的气候类型Solar Power University 主要假设条件主要假设条件Solar Power University 1.自然气候稳定自然气候稳定2.氙灯照射光谱稳定，且与自然太氙灯照射光谱稳定，且与自然太 阳光光谱一致阳光光谱一致3.材料老化机理一致材料老化机理一致Something should always be in mindSolar Power University 材料的耐候性能取决于：材料的耐候性能取决于： 材料本身 化学结构、颜色、形状 使用环境 经纬度、季节、风、样品角度、背面支撑材料、周围环境条件 Solar Power University 经验表明，实验室与特定地点的大气暴晒试验结果之间的相关性只适经验表明，