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样品在试验箱中出现 “龟裂”是紫外线过度照射还是冷凝阶段湿度太高了

更新时间:2025-07-22      浏览次数:217

在材料老化测试中,样品表面出现 “龟裂" 是常见的失效现象。要判断这一问题是由紫外线过度照射还是冷凝阶段湿度太高导致,需从龟裂形态、材料特性及试验参数三个维度综合分析。

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紫外线过度照射引发的龟裂,本质是材料分子链的光氧化降解。紫外线作为高能电磁波,会破坏高分子材料中的化学键,导致分子链断裂。当照射强度超过材料耐受阈值或照射时间过长时,材料表面会因分子结构破坏而失去弹性,逐渐形成细密且深浅均匀的网状裂纹。这种龟裂多分布在样品受光直射的区域,裂纹走向无明显规律,且会随照射时间延长逐渐加深。例如,聚丙烯材料在紫外线过度照射后,表面会先出现白垩化,随后发展为密集的细碎裂纹,用显微镜观察可发现裂纹仅集中在表层 50-100μm 范围内。


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冷凝阶段湿度太高导致的龟裂,则与材料的湿胀应力有关。在高湿度环境中,材料会吸收水分发生体积膨胀,而当冷凝阶段结束进入干燥或光照阶段时,水分快速蒸发导致材料收缩。这种反复的 “膨胀 - 收缩" 循环会在材料内部形成周期性应力,若材料抗疲劳性能不足,就会出现以应力集中点为中心的放射状裂纹。此类龟裂多分布在样品边缘或结构薄弱处,裂纹深度较深且可能伴随分层现象。比如,聚氨酯涂层在高湿度循环下,容易在边角位置出现由外向内扩散的裂纹,严重时会伴随涂层起翘。

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判断龟裂原因可通过对比试验验证:保持冷凝湿度不变,缩短紫外线照射时间,若龟裂现象减轻,说明紫外线是主因;固定紫外线参数,降低冷凝阶段湿度(如从 100% RH 降至 80% RH),若龟裂减少则指向湿度问题。此外,不同材料对两种因素的敏感度存在差异:塑料、橡胶等高分子材料对紫外线更敏感,而陶瓷、涂料等无机材料则更易因湿度循环产生龟裂。

在实际测试中,龟裂往往是两种因素协同作用的结果。紫外线照射使材料分子链弱化,降低其抗应力能力;而湿度循环产生的机械应力则加速裂纹扩展。因此,解决龟裂问题需结合材料特性优化试验参数,如对紫外线敏感的材料可降低照射强度,对湿度敏感的材料可缩短冷凝时间,以实现更精准的老化测试。



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