直接暴露试验是一种基本的自然暴露试验,在直接暴露试验中,受试样品一般应放在暴露架上,使样品的受试表面直接暴露在太阳光辐射和其它真实环境因素条件下。根据材料及产品最终的使用环境条件,样品直接暴露试验时,其背面可以选择无背板、有背板、特制黑箱等。
无背板直接暴露试验,试验样品被安放在通透、无垫板的暴露架上,试验样品除受试表面直接暴露在太阳光辐射和其它真实环境因素条件外,样品的其它表面也同时暴露在各种环境因素条件下。
图1 无背板直接暴露试验
有背板直接暴露试验,试验样品被安放在有基板的暴露架上,基板通常是12.5mm厚的胶合板,以模拟样品材料的最终使用环境条件。由于试验样品有背板,试验时样品背后空气不流通,接受太阳辐射后样品温度升高的更快。阳光下有背板的试验样品的表面温度一般要比无背板时高,这会导致样品更快的老化。
图2 有背板(胶合板)暴露试验
黑箱暴露试验,试验时试验样品被安放在一个长方形、四周涂有黑色油漆的金属箱(无盖)上,以模拟材料的最终使用环境条件,例如:汽车外饰件、建筑外墙涂料、光伏组件等。以汽车外饰件为例进行试验说明:汽车整体构造为箱体结构,当停放在太阳光下时,汽车所具有的箱体结构能够蓄热,当夜晚降临时,汽车所具有的箱体结构也会吸收较多的冷量,待到环境温度升高时,缓慢地释放,从而使汽车外表的温度比同样颜色的无背板样品的表面温度更低一些,若此时环境空气足够潮湿,汽车外表将出现更长时间的润湿,因此,黑箱试验能够使试验样品的温度达到汽车使用时车箱近似水平表面的实际温度。
研究表明:在太阳光下,黑箱能够明显地提高样品的试验温度,这种方式可提高样品温度10~50℃;而当环境条件适于凝露时,黑箱上的样品将获得较长的表面润湿时间,这会导致样品的老化速度加快。
图3黑箱暴露试验