船用电缆耐臭氧性能测试

一、实验目的

二、实验设备

1. 耐臭氧试验箱：能够精确控制臭氧浓度在 50 - 100ppm 之间，温度范围为 25℃ - 40℃，湿度范围为 40% - 60% RH，且臭氧浓度波动度在 ±5ppm 以内，温度波动度在 ±1℃以内，湿度波动度在 ±3% RH 以内，满足船用电缆测试要求。

2. 拉力试验机：量程为 0 - 5kN，精度为 ±0.5%，用于测试电缆材料在臭氧老化前后的拉伸强度和断裂伸长率变化，以评估材料力学性能的退化情况。

3. 硬度计：邵氏硬度测量范围为 0 - 100HA，精度为 ±1HA，用于检测电缆绝缘层和护套材料在臭氧老化后的硬度变化，间接反映材料的交联或降解程度。

4. 显微镜：放大倍数可达 500 倍，用于观察电缆材料表面在臭氧老化后的微观形貌变化，如裂纹的产生与扩展、表面粗糙度变化等。

三、实验材料

四、实验步骤

（一）试样预处理

1. 用无水乙醇擦拭电缆绝缘层和护套材料试样表面，去除表面灰尘、油污等杂质，然后在标准环境条件（温度 23℃±2℃，湿度 50%±5% RH）下放置 24 小时，使其达到稳定状态。

2. 使用拉力试验机分别测量绝缘层和护套材料试样的初始拉伸强度和断裂伸长率，并使用硬度计测量其初始硬度，记录数据。使用显微镜观察试样表面微观形貌并拍照记录。

（二）耐臭氧试验设置与测试

1. 将预处理后的试样放入耐臭氧试验箱中，设置臭氧浓度为 80ppm，温度为 30℃，湿度为 50% RH，试验时间为 720 小时。

2. 在试验过程中，每隔 240 小时，取出一组试样（至少 3 个），在标准环境条件下放置 2 小时后，使用拉力试验机测试其拉伸强度和断裂伸长率变化，使用硬度计测量硬度变化，使用显微镜观察试样表面微观形貌变化，如是否出现裂纹、龟裂、变色等现象，并与初始状态对比拍照记录。

（三）数据记录与分析

1. 详细记录每个时间点试样的拉伸强度、断裂伸长率、硬度数据以及表面微观形貌观察结果。

2. 计算拉伸强度保持率（老化后拉伸强度 / 初始拉伸强度 ×100%）、断裂伸长率保持率（老化后断裂伸长率 / 初始断裂伸长率 ×100%），绘制拉伸强度、断裂伸长率和硬度随时间变化的曲线。

3. 根据数据和曲线分析电缆绝缘层和护套材料在臭氧环境下的抗老化性能变化规律，如材料的力学性能衰减速度、硬度变化趋势以及微观结构损伤程度与臭氧暴露时间的关系，评估材料是否满足船用电缆在臭氧环境下的长期使用要求。

五、实验注意事项

1. 耐臭氧试验箱在使用前需进行校准，确保臭氧浓度、温度和湿度控制准确。

2. 试样在试验箱内的放置应避免相互接触和遮挡，保证臭氧均匀作用于试样表面。

3. 拉力试验机、硬度计等测试设备在使用前需进行校准和调试，确保测量数据的准确性和可靠性。

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