樣品在試驗(yàn)箱中出現(xiàn) “龜裂”是紫外線過度照射還是冷凝階段濕度太高了

在材料老化測(cè)試中，樣品表面出現(xiàn) “龜裂” 是常見的失效現(xiàn)象。要判斷這一問題是由紫外線過度照射還是冷凝階段濕度太高導(dǎo)致，需從龜裂形態(tài)、材料特性及試驗(yàn)參數(shù)三個(gè)維度綜合分析。

紫外線過度照射引發(fā)的龜裂，本質(zhì)是材料分子鏈的光氧化降解。紫外線作為高能電磁波，會(huì)破壞高分子材料中的化學(xué)鍵，導(dǎo)致分子鏈斷裂。當(dāng)照射強(qiáng)度超過材料耐受閾值或照射時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，材料表面會(huì)因分子結(jié)構(gòu)破壞而失去彈性，逐漸形成細(xì)密且深淺均勻的網(wǎng)狀裂紋。這種龜裂多分布在樣品受光直射的區(qū)域，裂紋走向無明顯規(guī)律，且會(huì)隨照射時(shí)間延長(zhǎng)逐漸加深。例如，聚丙烯材料在紫外線過度照射后，表面會(huì)先出現(xiàn)白堊化，隨后發(fā)展為密集的細(xì)碎裂紋，用顯微鏡觀察可發(fā)現(xiàn)裂紋僅集中在表層 50-100μm 范圍內(nèi)。

冷凝階段濕度太高導(dǎo)致的龜裂，則與材料的濕脹應(yīng)力有關(guān)。在高濕度環(huán)境中，材料會(huì)吸收水分發(fā)生體積膨脹，而當(dāng)冷凝階段結(jié)束進(jìn)入干燥或光照階段時(shí)，水分快速蒸發(fā)導(dǎo)致材料收縮。這種反復(fù)的 “膨脹 - 收縮” 循環(huán)會(huì)在材料內(nèi)部形成周期性應(yīng)力，若材料抗疲勞性能不足，就會(huì)出現(xiàn)以應(yīng)力集中點(diǎn)為中心的放射狀裂紋。此類龜裂多分布在樣品邊緣或結(jié)構(gòu)薄弱處，裂紋深度較深且可能伴隨分層現(xiàn)象。比如，聚氨酯涂層在高濕度循環(huán)下，容易在邊角位置出現(xiàn)由外向內(nèi)擴(kuò)散的裂紋，嚴(yán)重時(shí)會(huì)伴隨涂層起翹。

判斷龜裂原因可通過對(duì)比試驗(yàn)驗(yàn)證：保持冷凝濕度不變，縮短紫外線照射時(shí)間，若龜裂現(xiàn)象減輕，說明紫外線是主因；固定紫外線參數(shù)，降低冷凝階段濕度（如從 100% RH 降至 80% RH），若龜裂減少則指向濕度問題。此外，不同材料對(duì)兩種因素的敏感度存在差異：塑料、橡膠等高分子材料對(duì)紫外線更敏感，而陶瓷、涂料等無機(jī)材料則更易因濕度循環(huán)產(chǎn)生龜裂。