Badania starzeniowe materiałów i powłok – jak je przeprowadzić?

Badania starzeniowe (zwane inaczej testami starzeniowymi) służą do symulacji procesu starzenia się materiału w przyspieszonych warunkach laboratoryjnych. Ich celem jest sprawdzenie, jak na właściwości badanej próbki, wpłynie upływ czasu oraz narażenie na typowe czynniki korozyjne.

Testy starzeniowe pozwalają określić trwałość i żywotność produktu w rzeczywistych warunkach użytkowania. Są więc kluczowe przy projektowaniu nowych materiałów i powłok, np. lakierów samochodowych, farb przemysłowych czy tworzyw sztucznych.

Jak zaplanować przebieg badania starzeniowego?

Aby testy starzeniowe dostarczyły wartościowych i miarodajnych informacji, konieczne jest prawidłowe zaplanowanie eksperymentu. Obejmuje ono następujące etapy:

EtapOpis
Wybór reprezentatywnej próbkiPowinna ona odzwierciedlać rzeczywisty materiał lub powłokę użytkową.
Określenie warunków ekspozycjiWarunki te obejmują takie parametry jak np. temperatura, wilgotność powietrza, natężenie promieniowania UV, atmosfera ekspozycji. Warunki ekspozycji muszą być tak dobrane, aby odzwierciedlać rzeczywiste czynniki korozyjne oddziałujące na badany element.
Dobór czasu ekspozycjiCzas ekspozycji uzależniony jest przede wszystkim od kategorii korozyjności środowiska i okresu trwałości. Przykładowo, dla kategorii C3, okresu trwałości długiego, czas ekspozycji na działanie obojętnej mgły solnej wynosi 480 h. Czas ekspozycji odzwierciedla czas starzenia próbki na przestrzeni miesięcy lub lat.
Wybór metody badania właściwościW zależności od rodzaju i przeznaczenia materiału, stosuje się różne testy kontrolne w trakcie i po badaniach starzeniowych, takie jak np. pomiar przyczepności powłoki, ocena wizualna stanu powierzchni próbki.

Laboratorium Antykorozyjne TENSLAB specjalizuje się w wykonywaniu badań starzeniowych. W swojej ofercie mamy m.in. badania realizowane w atmosferze obojętnej mgły solnej (NSS), kwaśnej mgły solnej (AASS), kwaśnej mgły solnej z przyspieszaczem korozji (CASS) oraz kondensacji wody.

Metody badań starzeniowych powłok lakierniczych

Do badania właściwości użytkowych lakierów i farb stosuje się różne przyspieszone testy starzeniowe. Najpopularniejsze z nich to:

Sprawdź także:  Ocena zniszczeń korozyjnych
Rodzaj badaniaOpis
Ekspozycja w komorze starzeniowej / komorze klimatycznejPróbki umieszcza się w komorze o regulowanych i kontrolowanych warunkach ekspozycji (temperatura, wilgotność, czas). Komory klimatyczne wyposażone są dodatkowo w lampy UV lub ksenonowe, które imitują działanie promieniowania słonecznego.
Test solnyPróbki są okresowo zanurzane w roztworze soli, a następnie suszone. 
Test QUVW badaniach stosowane są komory ze źródłami światła UV-A i UV-B. Test używany jest do badania procesów fotodegradacji lakierów pod wpływem promieniowania słonecznego.
Badania cyklicznePróbki poddaje się naprzemiennemu działaniu różnych czynników, np. zamrażaniu i rozmrażaniu, nagrzewaniu i schładzaniu, co symuluje zmiany temperatury w cyklu dobowym i/lub sezonowym.

Jak interpretować wyniki testów starzeniowych?

W interpretacji wyników testów starzeniowych kluczowe jest porównanie właściwości próbek przed i po procesie starzenia. Na tej podstawie określa się wpływ procesu starzenia na badany materiał lub powłokę.

W analizie uwzględnia się zmiany w następujących właściwościach:

  • wyglądzie zewnętrznym (np. kredowanie, pękanie lakieru),
  • parametrach fizykochemicznych (połysk, twardość, barwa),
  • właściwościach ochronnych (przyczepność).

Wyniki badań starzeniowych pozwalają ocenić żywotność i okres trwałości produktu w rzeczywistych warunkach eksploatacyjnych. Badania te stanowią podstawę do ulepszania składu/budowy materiałów, aby zapewnić ich większą odporność na czynniki powodujące degradację w czasie.

Podsumowanie 

Badania starzeniowe są niezbędnym elementem prac badawczo-rozwojowych i kontroli jakości materiałów oraz powłok ochronnych. Pozwalają ocenić trwałość produktów w perspektywie wieloletniej eksploatacji. 

Kluczowe jest prawidłowe zaplanowanie testów starzeniowych z uwzględnieniem rzeczywistych warunków użytkowania wyrobu. Do badań wykorzystuje się zaawansowane techniki sztucznego starzenia próbek w warunkach laboratoryjnych.

Regularnie prowadzone badania starzeniowe pozwalają udoskonalać i optymalizować skład materiałów lub powłok oraz zwiększyć ich odporność na czynniki korozyjne. Przekłada się to bezpośrednio na poprawę ich właściwości użytkowych oraz wydłużenie okresu trwałości.