Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Ускоренное старение - это испытание, в котором для ускорения нормальных процессов старения предметов используются тяжелые условия: жара, влажность, кислород, солнечный свет, вибрация и т. Д. Он используется для определения долгосрочных эффектов ожидаемых уровней стресса в более короткие сроки, обычно в лаборатории с помощью стандартных контролируемых методов тестирования . Он используется для оценки полезного срока службы продукта или срока его хранения, когда фактические данные о сроке службы недоступны. Это происходит с продуктами, которые не существовали достаточно долго, чтобы пройти свой полезный срок службы: например, новый тип автомобильного двигателя или новый полимер для замены шарниров.

Физические испытания или химические испытания проводятся, подвергая продукт

  • репрезентативные уровни стресса в течение длительного периода времени,
  • необычно высокий уровень стресса, используемый для ускорения эффектов естественного старения, или
  • уровни стресса, которые намеренно вызывают отказы (для дальнейшего анализа).

Механические части работают с очень высокой скоростью, намного превышающей скорость, которую они могли бы получить при нормальном использовании. Полимеры часто хранят при повышенных температурах, чтобы ускорить химический распад. Часто используются экологические камеры .

Кроме того, тестируемое устройство или материал может подвергаться быстрым (но контролируемым) изменениям температуры, влажности, давления, напряжения и т. Д. Например, циклы тепла и холода могут имитировать эффект дня и ночи в течение нескольких часов или минут.

Библиотечное и архивное дело

Ускоренное старение также используется в библиотеке и архивной науке. В этом контексте материал, обычно бумага, подвергается воздействию экстремальных условий, чтобы ускорить процесс естественного старения. Обычно экстремальные условия заключаются в повышенной температуре, но существуют также тесты с использованием концентрированных загрязнителей или интенсивного света. [1] Эти тесты могут использоваться для нескольких целей.

  • Чтобы предсказать долгосрочные эффекты определенных консервативных процедур. В таком тесте и обработанная, и необработанная бумага подвергаются единому набору фиксированных, стандартизованных условий. Затем эти два показателя сравниваются, чтобы определить, оказывает ли обработка положительное или отрицательное влияние на срок службы бумаги. [1]
  • Изучить основные процессы гниения бумаги. Цель такого теста не в том, чтобы предсказать конкретный результат для определенного типа бумаги, а в том, чтобы лучше понять химические механизмы разложения. [1]
  • Чтобы спрогнозировать срок службы бумаги определенного типа. В таком испытании образцы бумаги обычно подвергаются нескольким повышенным температурам и постоянному уровню относительной влажности, эквивалентному относительной влажности, при которой они будут храниться. Затем исследователь измеряет соответствующее качество образцов, например стойкость к складыванию, при каждой температуре. Это позволяет исследователю определить, сколько дней при каждой температуре требуется для достижения определенного уровня разложения. На основе собранных данных исследователь экстраполирует скорость, с которой образцы могут разлагаться при более низких температурах, таких как те, при которых бумага будет храниться при нормальных условиях. Теоретически это позволяет исследователю прогнозировать срок службы бумаги. Этот тест основан на уравнении Аррениуса. Однако этот тип теста часто подвергается критике. [1]

Не существует единого рекомендуемого набора условий, при которых следует проводить эти тесты. Фактически, использовались температуры от 22 до 160 градусов Цельсия, относительная влажность от 1% до 100% и продолжительность испытаний от одного часа до 180 дней. [1] ISO 5630-3 рекомендует ускоренное старение при 80 градусах Цельсия и 65% относительной влажности [2] при использовании фиксированного набора условий.

Помимо различий в условиях, которым подвергаются документы, существует также несколько способов проведения теста. Например, вместо того, чтобы просто помещать отдельные листы в камеру с контролируемым климатом, Библиотека Конгресса рекомендует запечатывать образцы в герметичной стеклянной трубке и выдерживать бумагу стопками, что более похоже на то, как они, вероятно, состарятся ниже нормальные обстоятельства, а не отдельными листами. [3]

История

Техника искусственного ускорения порчи бумаги под воздействием тепла была известна к 1899 году, когда ее описал В. Герцберг. [1] Ускоренное старение было дополнительно усовершенствовано в течение 1920-х годов, когда в США и Швеции использовались тесты с использованием солнечного света и повышенных температур для оценки стойкости различных бумаг. В 1929 году Р. Х. Раш разработал часто используемый метод, при котором 72 часа при 100 градусах Цельсия считаются эквивалентными 18–25 годам естественного старения. [1]

В 1950-х годах исследователи начали подвергать сомнению достоверность испытаний на ускоренное старение, основанных на сухом тепле и одной температуре, указывая на то, что относительная влажность влияет на химические процессы, вызывающие деградацию бумаги, и что реакции, вызывающие деградацию, имеют разные энергии активации . Это побудило таких исследователей, как Баер и Линдстрём, отстаивать методы ускоренного старения с использованием уравнения Аррениуса и реалистичной относительной влажности. [1]

Критика

Методы ускоренного старения, особенно те, которые используют уравнение Аррениуса, часто подвергались критике в последние десятилетия. В то время как некоторые исследователи утверждают, что уравнение Аррениуса можно использовать для количественного прогнозирования продолжительности жизни проверенных документов [4], другие исследователи не согласны с этим. Многие утверждают, что этот метод не может предсказать точный срок службы проверенных документов, но его можно использовать для ранжирования документов по постоянству. [5] [6] Некоторые исследователи утверждают, что даже такие рейтинги могут быть обманчивыми, и что эти типы тестов ускоренного старения могут использоваться только для определения того, оказывает ли конкретная обработка или качество бумаги положительное или отрицательное влияние на стойкость бумаги. [7]

У такого скептицизма есть несколько причин. Один аргумент состоит в том, что совершенно разные химические процессы происходят при более высоких температурах, чем при более низких температурах, что означает, что процесс ускоренного старения и процесс естественного старения не параллельны. [1] [7] [8] Другая причина состоит в том, что документ представляет собой «сложную систему» [5], и уравнение Аррениуса применимо только к элементарным реакциям. Другие исследователи критикуют способы измерения ухудшения состояния во время этих экспериментов. Некоторые отмечают, что не существует стандартного момента, когда документ считается непригодным для библиотечных и архивных целей. [8]Другие утверждают, что степень корреляции между макроскопическими механическими свойствами бумаги и молекулярным химическим износом убедительно не доказана. [5] [9] Задокументированы оговорки относительно применимости этого метода в автомобильной промышленности в качестве метода оценки коррозионных характеристик [10] [11]

Стремясь улучшить качество испытаний на ускоренное старение, некоторые исследователи начали сравнивать материалы, подвергшиеся ускоренному старению, с материалами, подвергшимися естественному старению. [12] Библиотека Конгресса, например, в 2000 году начала долгосрочный эксперимент по сравнению искусственно состаренных материалов с материалами, которым разрешено естественное старение в течение ста лет. [13]

См. Также

Ссылки

  1. ^ a b c d e f g h i "Архивная копия" . Архивировано из оригинального 29 ноября 2014 года . Проверено 19 ноября 2014 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка ), Порк, HJ (2000). Скорость деградации бумаги: прогностическая ценность испытаний на искусственное старение. Амстердам: Европейская комиссия по сохранению и доступу.
  2. ^ Bansa, H. (1992). Тесты на ускоренное старение в исследованиях по сохранению: некоторые идеи для будущего метода. Реставратор 13.3 , 114-137.
  3. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала 27 июля 2009 года . Проверено 11 августа 2009 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка ), Библиотека Конгресса США (2006 г.). Ускоренное старение бумаги: новый тест. Библиотека Конгресса: Сохранение . Проверено 8 августа 2009 года.
  4. ^ Zou, X .; Уэсака, Т; И Гурнагуль Г. (1996). Предсказание стойкости бумаги путем ускоренного старения I. Кинетический анализ процесса старения. Целлюлоза 3 , 243-267.
  5. ^ a b c Строфер-Хуа, Э. (1990). Экспериментальные измерения: интерпретация экстраполяции и прогнозов по ускоренному старению. Реставратор 11 , 254-266.
  6. ^ Бегин, PL & Каминская, Е. (2002). Разработка методики испытаний на термическое ускоренное старение. Реставратор 23 , 89-105.
  7. ^ a b Банса, Х. (2002). Ускоренное старение бумаги: некоторые идеи о ее практической пользе. Реставратор 23 , 106-117.
  8. ^ a b Банса, Х. (1989). Искусственное старение как показатель будущего срока полезного использования бумаги. Приложение 1 к бюллетеню Abbey Newsletter .
  9. ^ Calvini, P. & Gorassini, A. (2006). О скорости деградации бумаги: уроки прошлого. Реставратор 27 , 275-290.
  10. ↑ Хант, Грегори (3 апреля 2018 г.). «Новые взгляды на коррозию присадок к смазочным материалам: сравнение методов и металлургия» . Серия технических статей SAE . 1 . С. 2018–01–0656. DOI : 10.4271 / 2018-01-0656 .
  11. ↑ Хант, Грегори (4 апреля 2017 г.). «Новые взгляды на температурную зависимость смазочных добавок от коррозии меди» . Международный журнал SAE по топливам и смазочным материалам . 10 . С. 2017–01–0891. DOI : 10.4271 / 2017-01-0891 .
  12. ^ [1] Баттерхэм, Ай и Рай, Р. (2008). Сравнение искусственного старения с 27 годами естественного старения. Симпозиум AICCM по книге, бумаге и фотографическим материалам , 81–89.
  13. ^ [2] , Библиотека Конгресса (2008). 100-летний проект естественного старения бумаги. Библиотека Конгресса: Сохранение. Проверено 8 августа 2009 года.

Внешние ссылки

  • Журнал "Медицинские пластмассы и биоматериалы"