摘要:本文针对氙灯暴露试验方法,重点分析了在样品准备和氙灯暴露试验过程两方面影响试验结果再现性的因素,结合当前的设备技术水平,介绍了在这两方面保证试验结果良好再现性的措施,并进一步提出了未来在氙灯暴露试验标准完善以及设备设计改进方面的设想和建议。
关键词:氙灯暴露试验;重复性;再现性
1 当前氙灯暴露试验的再现性简述 测量结果的重复性和再现性是衡量一种检测方法好坏的指标之一,是检测领域极为关注的问题,也是业界广泛研究的对象。重复性和再现性的定义,在不同的机构发布的文献中大同小异,但针对不同的关注对象,有称测量结果的重复性和再现性,有称测量方法的重复性和再现性,有称测量仪器的重复性等等,在JCGM200:2008《通用计量术语及定义》 (VIM)中对测量结果的重复性和再现性定义如下: 重复性,在相同测量条件下,对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性。这些重复性条件包括:相同的测量程序,相同的观测者,在相同条件下使用相同的测量仪器,相同地点,在短时间内重复测量。 再现性(复现性),在改变了的测量条件下,同一被测量的测量结果之间的一致性。可改变的条件包括:测量原理,测量方法,观测者,测量仪器,参考测量标准,地点,时间。 在很多测量方法的重复性和再现性研究中,一般仅涉及被测量的直接测量过程,环境条件由于不是影响结果的主要因素,往往被简化或省略。但是当环境条件成为测量方法的主要参数,或测量过程包括环境试验的时候,情况就会复杂得多,尤其是后者。 氙灯暴露试验就是一种典型的环境试验,它是当前评价材料耐候性试验中提供的环境条件最全面、技术最先进、应用最广泛、最有代表性的试验室气候老化试验方法。相对户外暴露试验来说,氙灯暴露试验的条件是可控的、可再现的,利于进行材料或产品的研发试验、质量控制。很遗憾的是,在当前的技术条件下,氙灯暴露试验的条件也是在一定程度上可控、可再现的,并不十分令人满意。事实上,到目前为止,研究表明,暴露试验的再现性普遍较差。要获得不同暴露试验的量化数值结果的一致性,尤其困难,例如色差、光泽、拉伸强度等。 ASTM G03 技术委员会(气候老化和耐久性专业委员会)在1985 年至1992 年之间组织过一次联合试验,内容为测量PVC 塑料带暴露后的光泽保持率,各试验室之间结果差异很大;另一方面,这次试验也表明,一系列材料在光源暴露之后的性能排序,例如,AG > BG > CG > DG(AG、BG、CG、DG 分别为材料A、B、C、D 的光泽保持率),在不同试验室之间具有非常好的再现性。 通常,针对仪器设备只提重复性,但对氙灯老化仪这种较复杂的试验设备来说,笔者认为提再现性更合适,因为不同于一般简单的测量仪器,氙灯运行时,其内部的易耗件、易损件导致运行条件变化较大,而且氙灯暴露试验时间一般较长,对相邻的两次试验来说,要保证相同的氙灯内部条件几乎不可能,因此,不能说试验时采用了同一台氙灯试验设备,就说试验条件是重复的,而只能归于再现性的条件,也就是说条件改变了。
2 氙灯暴露试验的一般过程 氙灯暴露试验一般过程如下:
2.1 试样准备,包括选择和制备试样、以及试样的状态调节; 2.2 初始检测,暴露试验前对选择的性能项目,如颜色、光泽等进行测量; 2.3 暴露试验,将试样暴露在恒定或周期性重复的环境条件下,该环境条件的各参数如辐照度、温度、湿度等在氙灯暴露试验设备中通过程序进行控制,试样暴露至规定的试验持续期(duration); 2.4 取出试样进行状态调节(必要时); 2.5 最后检测,并分析暴露试验前后性能值的变化,从而评价试验样品的耐候性或耐光性。
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