在氙燈試驗(yàn)箱或 QUV 老化試驗(yàn)儀中曝曬時間..
日期：2017-03-09 有958人瀏覽
Q: 在 Q-SUN 氙燈試驗(yàn)箱或 QUV 老化試驗(yàn)儀中曝曬多長時間相當(dāng)于在戶外曝曬一年？
這個問題非常簡單，但解答起來卻相當(dāng)困難。理論上，我們不可能找出一個簡單的數(shù)值與老化測試儀曝曬時數(shù)相乘來計(jì)算戶外曝曬的年限。我們所面臨的問題不是沒有開發(fā)出完美的老化測試儀，而是不論測試儀多么復(fù)雜高深、多么昂貴，您仍然找 不到這種神奇因子。戶外曝曬環(huán)境固有的變動特性和復(fù)雜性將是我們面臨的ZUI大難題。測試儀曝曬和戶外曝曬的關(guān)系取決于 多種變化因素，例如：
曝曬場的地理緯度（距赤道越近，紫外線越強(qiáng)）。
海拔（海波越高，紫外線越強(qiáng)）。
當(dāng)?shù)氐乩硖卣?，例如風(fēng)力風(fēng)干測試樣品、或臨近水源容易形成露水。
逐年的天氣無常變化，連續(xù)幾年在同一地點(diǎn)造成的老化程度也會有 2:1 的變化。
季節(jié)變化（冬季曝曬損壞程度可能僅為夏季曝曬的七分之一）
樣品放置角度（5°偏南，還是正北）。
樣品絕緣（通常，采用絕緣樣品架的戶外樣品其老化速度比非絕緣樣品快 50%）。
測試儀操作周期（光照時間和潮濕時間）。
測試儀工作溫度（溫度越高，老化越快）。
測試的具體材料。
實(shí)驗(yàn)室光源光譜功率分布 (SPD)。
顯然，討論加速老化測試時數(shù)和戶外曝曬月數(shù)之間的轉(zhuǎn)換因子是沒有邏輯意義的。因?yàn)檫@兩個因素一個恒定不變、一個變化 不定。尋找兩者之間的轉(zhuǎn)換因子會導(dǎo)致數(shù)據(jù)沒有意義。
換而言之：老化數(shù)據(jù)是相對數(shù)據(jù)。雖然，我們?nèi)阅苁褂眉铀倮匣瘻y試儀得出精確的耐久性數(shù)據(jù)，但是您必須認(rèn)識到所得的數(shù) 據(jù)為相對數(shù)據(jù)，而非一概數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)室老化測試得出的ZUI多是相對于其他材料，該材料耐久性相對排序的可靠預(yù)測。實(shí)際 上，佛羅里達(dá)曝曬測試也是這種情況。以 5°偏南的方位在“黑盒”中戶外曝曬一年與在室內(nèi)或車中曝曬一年的對比情況如何，無人得知，連戶外測試得出的也不過是實(shí)際使用年限的相對預(yù)測。
但是，相對數(shù)據(jù)價值極大。例如，您可能發(fā)現(xiàn)稍稍改動的配方其耐久性是常規(guī)材料的兩倍之多。又例如，您可能會發(fā)現(xiàn)在幾 個看似相同的供應(yīng)商材料中，有些材料老化得非常快，大部分材料在經(jīng)過相當(dāng)長一段時間后老化，只有很少一部分經(jīng)過長時 間的曝曬才老化。再比方，您可能發(fā)現(xiàn)不太昂貴的配方其耐久性與常規(guī)材料相當(dāng)，假設(shè)常規(guī)材料實(shí)際上已經(jīng)使用了 5 年，而 且性能可靠。
下面列舉一則相對數(shù)據(jù)用途的例子。涂料生產(chǎn)商正在研制一類新型透明涂料。ZUI初，QUV老化試驗(yàn)機(jī)在 200 至 400 小時內(nèi) 就造成嚴(yán)重的開裂，這比同樣用途的常規(guī)涂料的開裂時間早得多。但是，經(jīng)過 3 年不斷的重新配方和 QUV老化試驗(yàn)機(jī)反復(fù)測 試，涂料得到改良?，F(xiàn)在，多個配方均可在 QUV老化試驗(yàn)機(jī)中曝曬 2,000 至 4,000 小時，比常規(guī)涂料更理想。隨后佛羅里 達(dá)的并行測試顯示耐久性提高了 10:1。然而，如果涂料化學(xué)家在更改配方之前一直等待佛羅里達(dá)的測試數(shù)據(jù)，那么現(xiàn)在他們 將仍然處于重新配方的早期階段，而且涂料也不會取得今天的商業(yè)成功。
另一方面，如果您堅(jiān)持“經(jīng)驗(yàn)法則”轉(zhuǎn)換因子，那就憑經(jīng)驗(yàn)找出這一因子。數(shù)百個實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)成功研究出將 Q-SUN 或 QUV老 化試驗(yàn)機(jī)時數(shù)轉(zhuǎn)換成戶外曝曬時數(shù)的內(nèi)部“經(jīng)驗(yàn)法則”，盡管我們不可能找出通用的轉(zhuǎn)換因子。但是，我們務(wù)必要清楚一點(diǎn)：這些經(jīng)驗(yàn)法則是從實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部加速測試和戶外曝曬經(jīng)驗(yàn)對比中得出的。此外，轉(zhuǎn)換法則僅適用于：
測試材料特定。
實(shí)驗(yàn)室測試儀時間周期和溫度組合特定。
戶外曝曬基地和樣品安裝程序特定。
如果您對材料進(jìn)行過戶外曝曬測試，不出幾個月的時間即可得出自己的經(jīng)驗(yàn)法則。如果您沒有這方面的經(jīng)驗(yàn)，可利用長期在戶外使用的優(yōu)質(zhì)材料。
很多實(shí)驗(yàn)室成功研究出將 Q-SUN 或 QUV老化試驗(yàn)機(jī)時數(shù)轉(zhuǎn)換成戶外曝曬時數(shù)的“經(jīng)驗(yàn)法則”。
此外，請務(wù)必記住一點(diǎn)：“相關(guān)”是指“等級相關(guān)”。有人問“加速測試儀與戶外的相關(guān)性如何？”時，實(shí)際上他們應(yīng)該問“加速測試 儀得出的材料耐久性等級再現(xiàn)戶外材料耐久性等級的情況如何？”要衡量等級相關(guān)，我們推薦 Spearman 的 RHO。這種統(tǒng)計(jì) 方法計(jì)算簡單，而且與線性相關(guān)方法相比，不需要過多的數(shù)據(jù)假設(shè)。一項(xiàng)對 27 種汽車涂料的 QUV老化試驗(yàn)機(jī)和佛羅里達(dá)曝 曬測試耐久性排序的研究得出：QUV老化試驗(yàn)機(jī)排序和佛羅里達(dá)排序之間的等級相關(guān)高達(dá) .89。佛羅里達(dá)不同曝曬結(jié)果排序 之間的等級相關(guān)為 .88 至 .95。換而言之，QUV老化試驗(yàn)機(jī)幾乎可像佛羅里達(dá)自我再現(xiàn)一樣，再現(xiàn)佛羅里達(dá)的排序。
這個問題非常簡單，但解答起來卻相當(dāng)困難。理論上，我們不可能找出一個簡單的數(shù)值與老化測試儀曝曬時數(shù)相乘來計(jì)算戶外曝曬的年限。我們所面臨的問題不是沒有開發(fā)出完美的老化測試儀，而是不論測試儀多么復(fù)雜高深、多么昂貴，您仍然找 不到這種神奇因子。戶外曝曬環(huán)境固有的變動特性和復(fù)雜性將是我們面臨的ZUI大難題。測試儀曝曬和戶外曝曬的關(guān)系取決于 多種變化因素，例如：
曝曬場的地理緯度（距赤道越近，紫外線越強(qiáng)）。
海拔（海波越高，紫外線越強(qiáng)）。
當(dāng)?shù)氐乩硖卣?，例如風(fēng)力風(fēng)干測試樣品、或臨近水源容易形成露水。
逐年的天氣無常變化，連續(xù)幾年在同一地點(diǎn)造成的老化程度也會有 2:1 的變化。
季節(jié)變化（冬季曝曬損壞程度可能僅為夏季曝曬的七分之一）
樣品放置角度（5°偏南，還是正北）。
樣品絕緣（通常，采用絕緣樣品架的戶外樣品其老化速度比非絕緣樣品快 50%）。
測試儀操作周期（光照時間和潮濕時間）。
測試儀工作溫度（溫度越高，老化越快）。
測試的具體材料。
實(shí)驗(yàn)室光源光譜功率分布 (SPD)。
顯然，討論加速老化測試時數(shù)和戶外曝曬月數(shù)之間的轉(zhuǎn)換因子是沒有邏輯意義的。因?yàn)檫@兩個因素一個恒定不變、一個變化 不定。尋找兩者之間的轉(zhuǎn)換因子會導(dǎo)致數(shù)據(jù)沒有意義。
換而言之：老化數(shù)據(jù)是相對數(shù)據(jù)。雖然，我們?nèi)阅苁褂眉铀倮匣瘻y試儀得出精確的耐久性數(shù)據(jù)，但是您必須認(rèn)識到所得的數(shù) 據(jù)為相對數(shù)據(jù)，而非一概數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)室老化測試得出的ZUI多是相對于其他材料，該材料耐久性相對排序的可靠預(yù)測。實(shí)際 上，佛羅里達(dá)曝曬測試也是這種情況。以 5°偏南的方位在“黑盒”中戶外曝曬一年與在室內(nèi)或車中曝曬一年的對比情況如何，無人得知，連戶外測試得出的也不過是實(shí)際使用年限的相對預(yù)測。
但是，相對數(shù)據(jù)價值極大。例如，您可能發(fā)現(xiàn)稍稍改動的配方其耐久性是常規(guī)材料的兩倍之多。又例如，您可能會發(fā)現(xiàn)在幾 個看似相同的供應(yīng)商材料中，有些材料老化得非常快，大部分材料在經(jīng)過相當(dāng)長一段時間后老化，只有很少一部分經(jīng)過長時 間的曝曬才老化。再比方，您可能發(fā)現(xiàn)不太昂貴的配方其耐久性與常規(guī)材料相當(dāng)，假設(shè)常規(guī)材料實(shí)際上已經(jīng)使用了 5 年，而 且性能可靠。
下面列舉一則相對數(shù)據(jù)用途的例子。涂料生產(chǎn)商正在研制一類新型透明涂料。ZUI初，QUV老化試驗(yàn)機(jī)在 200 至 400 小時內(nèi) 就造成嚴(yán)重的開裂，這比同樣用途的常規(guī)涂料的開裂時間早得多。但是，經(jīng)過 3 年不斷的重新配方和 QUV老化試驗(yàn)機(jī)反復(fù)測 試，涂料得到改良?，F(xiàn)在，多個配方均可在 QUV老化試驗(yàn)機(jī)中曝曬 2,000 至 4,000 小時，比常規(guī)涂料更理想。隨后佛羅里 達(dá)的并行測試顯示耐久性提高了 10:1。然而，如果涂料化學(xué)家在更改配方之前一直等待佛羅里達(dá)的測試數(shù)據(jù)，那么現(xiàn)在他們 將仍然處于重新配方的早期階段，而且涂料也不會取得今天的商業(yè)成功。
另一方面，如果您堅(jiān)持“經(jīng)驗(yàn)法則”轉(zhuǎn)換因子，那就憑經(jīng)驗(yàn)找出這一因子。數(shù)百個實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)成功研究出將 Q-SUN 或 QUV老 化試驗(yàn)機(jī)時數(shù)轉(zhuǎn)換成戶外曝曬時數(shù)的內(nèi)部“經(jīng)驗(yàn)法則”，盡管我們不可能找出通用的轉(zhuǎn)換因子。但是，我們務(wù)必要清楚一點(diǎn)：這些經(jīng)驗(yàn)法則是從實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部加速測試和戶外曝曬經(jīng)驗(yàn)對比中得出的。此外，轉(zhuǎn)換法則僅適用于：
測試材料特定。
實(shí)驗(yàn)室測試儀時間周期和溫度組合特定。
戶外曝曬基地和樣品安裝程序特定。
如果您對材料進(jìn)行過戶外曝曬測試，不出幾個月的時間即可得出自己的經(jīng)驗(yàn)法則。如果您沒有這方面的經(jīng)驗(yàn)，可利用長期在戶外使用的優(yōu)質(zhì)材料。
很多實(shí)驗(yàn)室成功研究出將 Q-SUN 或 QUV老化試驗(yàn)機(jī)時數(shù)轉(zhuǎn)換成戶外曝曬時數(shù)的“經(jīng)驗(yàn)法則”。
此外，請務(wù)必記住一點(diǎn)：“相關(guān)”是指“等級相關(guān)”。有人問“加速測試儀與戶外的相關(guān)性如何？”時，實(shí)際上他們應(yīng)該問“加速測試 儀得出的材料耐久性等級再現(xiàn)戶外材料耐久性等級的情況如何？”要衡量等級相關(guān)，我們推薦 Spearman 的 RHO。這種統(tǒng)計(jì) 方法計(jì)算簡單，而且與線性相關(guān)方法相比，不需要過多的數(shù)據(jù)假設(shè)。一項(xiàng)對 27 種汽車涂料的 QUV老化試驗(yàn)機(jī)和佛羅里達(dá)曝 曬測試耐久性排序的研究得出：QUV老化試驗(yàn)機(jī)排序和佛羅里達(dá)排序之間的等級相關(guān)高達(dá) .89。佛羅里達(dá)不同曝曬結(jié)果排序 之間的等級相關(guān)為 .88 至 .95。換而言之，QUV老化試驗(yàn)機(jī)幾乎可像佛羅里達(dá)自我再現(xiàn)一樣，再現(xiàn)佛羅里達(dá)的排序。
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