根据需要,还可能进行中间检测。整个过程如图1 所示。从整个试验过程看,主要分为试样准备、暴露试验、性能检测等几个环节,其中性能检测是试验总结果的直接测量过程,不同的性能项目一般都有标准试验方法,因此这个环节是一个完整的测量子过程,其重复性和再现性在相应方法中都有研究,本文不进行讨论。
本文重点对试样准备和暴露试验两个环节的可变因素进行分析,并提出如何控制这些可变因素的措施,尽可能获得重复的试验条件,从而得到试验结果良好的再现性。
3 氙灯暴露试验良好再现性的保证——样品准备 3.1 试验样品的基本要求 样品的尺寸应符合性能测试标准的要求,像颜色、光泽、色牢度等常规项目,一般都规定了试样的最小面积,面积太小,会导致仪器无法测量,或导致目视评价产生偏差。有的项目如拉伸强度、悬臂梁冲击强度等还严格规定了试样的尺寸。
氙灯暴露试验一般要求试样平整,至少暴露表面是平整的,这样才能保证试验时暴露表面上的不同位置与氙弧光源的距离是一样的,如果暴露表面是曲面的或呈阶梯状,势必导致暴露表面上的不同位置与氙弧光源的距离不一样,从而引起辐照度的差异,因为辐照度与上述距离的平方成反比。以美国亚太拉斯生产的Ci4000 氙灯老化仪为例,Ci4000 的光源距样品表面的正常距离为324mm,表1 列出了该试验仪分别运行ISO 4892-2:2006 或SAE J1960 OCT2004 标准时,正常位置、比正常距离短5mm 处、比正常距离长5mm 处三个位置的辐照度,从表中可见,三个位置处辐照度差异还是较大的,运行SAE J1960 OCT2004标准时,比正常距离短5mm 处、比正常距离长5mm 处两个位置的辐照度都已超出偏差范围,(当然,也存在该标准的偏差范围不合理的因素),可见保证样品平整的重要性。
表1 离光源不同距离处的辐照度差异
标准 |
辐照度W/M2 |
正常位置(标准要求) |
比正常距离
短5mm 处 |
比正常距离
长5mm 处 |
ISO 4892-2: 2006 |
60±2 (300~400nm) |
61.90 |
58.20 |
SAE J1960 OCT2004 |
0.55±0.01(340nm) |
0.567 |
0.533 |
另外,样品表面的平整也是光学性能项目如颜色、光泽等测量的基本要求,否则会导致测量不准。
3.2 试验样品的一致性 试验样品的一致性是评价试验结果的重复性和再现性最基本的条件,许多的重复性和再现性评价中采用的试样是相同的(同一个试样或同一组试样),这样可以最小程度地避免样品的差异带来的影响,但氙灯暴露试验属于破坏性试验,试样不能在后续试验中继续使用。不同时间进行的试验或同时但不同设备进行的试验只能采用不同的样品(非同一个样品或同一组样品),如果这类试验用于评价重复性和再现性或用于比对性质的时候,保证试验样品的一致性就至关重要了,如果样品都不一致,进行试验就毫无意义。
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