聚碳酸酯在不同试验方式下的光老化行为研究

目的研究不同试验方式下聚碳酸酯的光老化行为。方法对比聚碳酸酯在自然暴露试验、自然加速光老化试验及实验室光源暴露试验中的缺口冲击强度变化,分析各种加速试验方式对自然暴露试验的模拟性。结果聚碳酸酯在拉萨户外自然暴露中,其缺口冲击强度随试验时间的延长而降低。单轴跟踪暴露和跟踪太阳反射聚能暴露这两种自然加速光老化试验方式对户外自然暴露的模拟性均较好,加速倍率分别约为1.5,6。氙弧灯下的暴露试验对自然暴露试验的模拟性比紫外冷荧灯、金属卤素灯高。结论跟踪太阳反射聚能暴露、氙弧灯下暴露可推荐为评价聚碳酸酯光老化行为的加速试验方式。     

美国太阳反射镜步进应力加速老化试验

为了应对降低聚光发电(CSP)成本带来的挑战,研发新型的低成本反射镜材料,包括金属聚合物反射镜。通过将太阳反射镜暴露在紫外光下,利用试验应用方法和统计推论技术,定量评估和改进太阳光反射镜在紫外光下与失效机制相关的使用寿命。将利用超加速环境系统评估由紫外暴露加速老化导致的多种性能退化模式。由于样品数量、试验条件、性能退化和失效模式等原因,试验结果可用于深入推导失效机制、关联物理参数、服役寿命和不确定性。在有必要利用高级方案和统计推论的复杂情况下,建议采用步进应力加速老化试验方法。     

聚甲醛耐候性研究

研究了自然老化和人工加速老化试验中聚甲醛力学性能的变化规律，考察了人工加速老化与自然老化试验的相关性。结果表明：光、热、水的综合作用是造成聚甲醛力学性能显著下降的主要原因；聚甲醛的断裂伸长率和缺口冲击强度对材料老化十分敏感，老化初期就显著下降；热老化无法模拟自然老化中聚甲醛力学性能变化规律，而试验中紫外灯光老化所采用的试验条件可模拟海拉尔、苍山等自然环境条件下聚甲醛力学性能变化规律，但对海南、广州等具有强日照、高温、高湿、多雨的自然环境模拟效果不好。     

加速自然环境试验装置中太阳跟踪系统研究

自然环境加速试验是自然环境试验发展的一个重要方向,对新材料的研究具有推动作用。太阳跟踪装置是自然加速试验中的一种重要设备,文中介绍了一种太阳自动跟踪系统,有效地结合了日点轨迹跟踪方式,并采用双轴式跟踪调整装置,实现了对太阳全天候的实时跟踪。     

HTPB推进剂自然环境加速老化试验方法研究

目的建立一种HTPB推进剂自然环境加速老化试验方法。方法研发一套户外热循环自然环境加速试验装置,可以模拟和强化太阳辐射对HTPB推进剂的热效应和昼夜温差冲击效应,并保持环境温度日夜温差循环、季节温差循环的特点。利用该装置,在海南万宁试验站户外暴露场开展HTPB推进剂自然环境加速老化试验及其验证试验,设定试验最高温度不超过70℃,并同期开展HTPB推进剂库房贮存试验。从模拟性、加速性、重现性评价自然环境加速老化试验方法的可信度。结果随着老化时间的延长,最大拉伸强度保留率波动下降,可作为HTPB推进剂敏感力学参数。与该推进剂在库房贮存不同时间的最大拉伸强度保留率相比,在置信度为99%,两种试验方法的Spearman秩相关系数为0.93时,自然环境加速老化试验方法对于库房贮存试验方法的加速倍率为5倍,自然环境加速老化试验重现性良好。结论建立了一种适用于HTPB推进剂的简单易行、模拟性强、加速倍率高的自然环境加速老化试验方法,能再现HTPB推进剂在实际库房贮存的力学性能变化规律。     

丙烯酸和聚氨酯面漆室内加速试验测试分析

采用盐雾和紫外-冷凝室内人工加速老化循环试验的方法，对聚氨酯和丙烯酸两种典型的船壳涂料进行人工加速老化试验。采用傅利叶红外漫反射光谱（FDIR）、扫描电子显微镜（SEM）及原子力显微扫描电镜（AFM）等现代测试分析手段，对各试验周期的结果进行检测和表征。结合其它表面分析技术测试涂层表面失光、色差等变化，对聚氨酯、丙烯酸这两种常用典型船壳涂层的老化性能进行研究，探索室内加速试验的方法和条件，为实验室加速试验替代自然环境试验提供基础依据。     

高效集热自然环境加速试验设备设计

目的 设计一种能够高效强化太阳辐射热效应的自然环境加速试验设备,在自然环境中构建具有极端高温和高低温循环条件的试验微环境.方法 研发高效集热自然环境加速试验设备,采用模块化设计,包括试验箱体、跟踪太阳基座和控制与数据记录部件,试验箱体5面为双层保温结构,顶部采用2 mm厚单层铝合金板材作箱盖,并涂覆吸热率大于90％的太...     

列车表面涂层光老化试验加速因子建模研究

目的建立客观、定量的列车表面防护涂层实验室模拟紫外辐射当量对自然太阳紫外辐射的加速因子计算模型。方法以兰新高铁为例,设计一种建模方案,主要步骤包括选取建模列车站点、确定站点气象地理区划、计算站点环境变量影响距离、建立站点太阳辐射环境谱,分别建立二级气象地理区划、一级气象地理区划和全线太阳辐射环境谱,最后,建立加速因子模型。结果基于NASA Surface Meteorology and Solar Energy(SSE)地面太阳辐射数据,结合实验室条件,计算了兰新高铁表面防护涂层紫外光老化试验的加速因子,约为9.5。结论上述实验室光老化试验加速因子建模思路,解决了列车这种跨越大范围区域的装备光老化试验加速因子的计算问题,简单实用,可推广至飞机、轮船、汽车等相似装备表面涂层以及金属等其他材料的紫外光暴露试验评价。     

船舶涂料海洋大气暴露与室内加速试验模拟性研究

通过两年海洋大气环境暴露试验、盐雾／紫外冷凝老化交替试验和氙灯老化试验。对比聚氨酯涂料、丙烯酸涂料涂层的色差和失光率，研究了3种试验对涂层表观性能的影响。发现紫外／冷凝老化加速试验对海洋大气暴露试验有很好的模拟性。     

民机蒙皮材料紫外老化加速环境谱研究

研究紫外辐射环境对蒙皮材料的性能退化影响,进而对民机的紫外辐射防护设计提供重要依据,并依据其使用环境编制加速环境谱。通过分析民机的任务特点和使用环境,基于民机巡航高度下紫外辐射强度的仿真结果和相关紫外环境试验标准,提出了适用于民机蒙皮材料的紫外老化加速环境谱,给出了各试验条件的确定方法,以及加速环境谱与外场实际使用环境的当量加速关系。以民机机身部位蒙皮试样为例,初步开展了若干周期的紫外老化试验,蒙皮表面材料的形貌改变和性能退化验证了所提出的加速环境谱的可行性。     

系留气球囊体材料快速老化试验研究

目的估算某系留气球在某地区的使用寿命。方法分析环境因素对系留气球的影响,确定采用太阳辐射快速老化的方法对囊体材料开展老化试验研究,时间为3000 h。采用等时间间隔法对试验件进行测试,间隔时间为375 h,测试9次,每组试验件为5件,试验数据采用5个试验件的平均值。对老化前后囊体材料的表面状况、拉伸强度、拉伸强度变化率及断裂伸长率进行分析。结果试验之后,囊体材料表面发黄,有粉末状的颗粒,拉伸强度为395.2N/cm,下降了56.01%,断裂伸长率在3.9%～7.7%间波动变化。将实验室老化辐射量等同于室外紫外辐射量,根据室外紫外辐射量约占室外自然老化太阳辐射总量8%及某地区全年太阳辐射总量,估算囊体材料的实验室老化相当于室外自然老化的年限,结合囊体材料设计限制条件,评估出了系留气球的使用寿命。结论通过太阳辐射快速老化的方法对囊体材料开展老化试验研究,可估算出某系留气球在某地区的使用寿命。     

环氧云铁/丙烯酸涂层户外暴露试验与实验室综合加速试验的相关性研究

目的 研究有机涂层在拉萨试验站户外暴露试验与多因素综合高原高寒气候环境模拟加速试验条件下的相关性。方法 以环氧云铁/丙烯酸有机涂层为研究对象,通过开展户外暴露试验和实验室综合模拟加速试验,利用光泽计和色差仪等分析设备,获得用于表征涂层老化性能的色差和失光率变化规律,比较涂层体系在2种试验条件下老化程度。采用ATR-FTIR、EIS等方法研究涂层分子结构变化和不同环境条件对涂层防腐性能的影响,并分析涂层的降解机理。采用Spearman秩相关系数(rhos)法计算涂层体系在2种环境下的相关性。结果 与户外暴露试验12个月相比,综合模拟加速试验60 d,环氧云铁/丙烯酸有机涂层的色差和失光率基本一致,其色差的相关性为0.771 4,失光率的相关性为0.828 6。结论 与拉萨试验站户外暴露试验相比较,环氧云铁/丙烯酸涂层体系在综合加速试验后的色差、失光率、红外光谱、电化学阻抗等关键性能参数变化趋势基本一致,老化机理基本相同。多因素综合高原高寒气候环境模拟加速试验装置能够综合模拟高原高寒气候环境下阳辐射、气压、温度和湿度等环境因素,具有较好的模拟性和相关性。     

月面太阳风环境效应及试验技术

阐述了太阳风模拟试验设备的一般要求,重点分析了太阳风模拟设备最基本的分系统组成,即质子源、电子源、离子束测量装置和真空系统,归纳了每个分系统的关键技术指标,包括辐射粒子能量、通量密度、真空度等。并提出增加紫外源和月尘模拟系统等分系统,以建立完备的月面环境模拟试验系统。     

硅橡胶自然环境加速试验方法与自然环境试验方法等效性研究

目的研究自然环境加速试验方法与自然环境试验方法的等效性。方法针对6141硅橡胶,在高原、沙漠、湿热三个自然环境条件下,采用玻璃框、黑箱、强制通风玻璃框、单轴跟踪太阳4种已有自然环境加速试验装置,开展4种自然环境加速试验方法与户外暴露自然环境试验方法的对比试验,运用图形与秩和检验法分析不同自然环境加速试验方法与自然环境试验方法的等效性。结果在高原、沙漠、湿热三个典型环境条件下,采用6141硅橡胶对比开展的玻璃框、黑箱、强制通风玻璃框、单轴跟踪太阳4种自然环境加速试验与三个典型环境条件下的户外暴露试验中,其拉伸强度服从同一性能变化规律。结论在高原、沙漠、湿热三个典型环境条件下,开展的6141硅橡胶玻璃框、黑箱、强制通风玻璃框、单轴跟踪太阳4种自然环境加速试验与三个典型环境条件下的户外暴露试验具有等效性。     

太阳跟踪反射聚光户外加速试验研究

太阳辐射是引起有机材料老化的最主要原因.由于拉萨高原地区的太阳辐射年总量比内地同纬度高出约1倍,在拉萨进行有机涂层样品的户外暴露试验,其老化速度可大大提高.通过在拉萨试验站对4种常用的有机防护涂层开展太阳跟踪反射聚光户外加速试验和自然暴露试验对比研究,优选出了环境适应性好的材料,并验证了其加速性.     

太阳辐射试验标准中的太阳光谱分布

目的为太阳辐射试验标准、光老化试验标准修订时正确选择太阳光谱提供依据。方法辨析CIE NO.20,CIE NO.85两种出版物太阳辐射光谱特点,从五个方面对此问题进行探讨,统计这两种太阳辐射光谱带宽辐照度的误差;分析相对空气质量、臭氧与水分、云层光学厚度、地表反射率等因素对太阳辐射光谱辐照度的影响;分析人工辐射光源光谱分布特点,以及它们与太阳辐射光谱的差别;分析当前光老化试验标准对光谱辐照度允差的要求;介绍光老化试验结果间的可比性。结果 CIE NO.85光谱更准确、更细致,但其波长范围较窄,两种光谱辐照度的差别很小,大气环境中许多因素会降低到达地面的光谱辐照度;人工辐射光源光谱与太阳光谱的误差、光老化试验标准中光谱辐照度允差都远大于前述太阳辐射光谱间的误差,标准对太阳光谱波长范围的要求比CIE NO.85光谱宽。结论太阳辐射试验标准、光老化试验标准修订时,仍可选用CIE NO.20光谱作为太阳辐射光谱。