氙弧燈加速老化試驗箱介紹及實驗方法

東莞市科文試驗設備有限公司是專業生產氙弧燈加速老化試驗箱及其他老化試驗設備。
設備滿足GB/T16585-1996 GB14522-93 GB/T16422.3-97等標準。

氙弧燈加速老化試驗箱廣泛用來測試材料和產品的光穩定性和抗老化性，因為氙弧燈發出的光譜很接近完整的包括紫外線（UV）、可視光和紅外線（IR）太陽光譜。為獲得準確的，重復性好的測試結果，所有的光穩定性或老化性能測試必須控制光線的質量，光強的改變則會影響材料損壞速度，面光譜能量分布的改變則會影響材料降解的速度和類型。
    氙弧燈的發射情況是比較復雜的，因為它牽扯幾個變量，包括過濾器傳輸、輻照度控制點、發光強度以及燈管老化等。輻照度控制系統對光強和光譜都有影響。下面將分別就氙燈試驗箱的幾個主要控制參數分別討論。
 1.1 光學過濾器
     未經光的氙弧燈發射過多的短波紫外線,以至于不能很好的模擬地球表面自然暴露,因此,試驗箱使用各種類型的過濾器來減少不必要的短波射線.過濾器的選擇取決于被測試的材料和使用環境.大多數過濾器型號都對光譜的短波部分進行有效地過濾.
     平析型氙燈試驗箱給每一個氣冷氙燈配備了一塊或多塊平面玻璃過濾器.水冷旋轉鼓式試驗箱使用不同的過濾系統,包括圍繞氙燈放置的圓柱形內外過濾器.期
     目前,氙弧燈加速老化試驗箱中采用3種不同的過濾器系統.ASTM G155標準中,它們分別被命名為日光過濾器'窗玻璃過濾器和延伸紫外線過濾器。ISO標準使用不同的命名法。對于日光光譜、透過窗玻璃的陽光光譜，ISO 11341 （顏料）中分別稱做“方法1"和“方法2"；ISO 4892-2（塑料）中分別稱做“方法A"和“方法B"。ISO標準中沒有提到延伸紫外線光譜，但有幾個SAE標準則對此有要求。
     這些過濾器之間的重要的區別是短波紫外線傳輸和光譜截止點。不同數量的短波紫外線可顯著地影響降解的速度和類型。老化試驗箱的制造商經常使用他們自己的命名法來給各類過濾和過濾器系統命名。
     日光過濾器是應用的氙燈過濾器，它可產生非常類似夏日下午陽光的光譜（有時稱作陽光大值）。平板氙燈試驗箱的制造商把這一類型的過濾器簡稱作日光過濾器。可以產生類似的日光過濾作用的過濾器組合，稱作“硼硅酸鹽/硼硅酸鹽"（Boro/Boro）和“CIRA/碳酸石灰"。
    太陽光、日光過濾器、Boro/Boro及CIRA/碳酸石灰的過濾器光譜能量分布，如圖3所示。大部分的過濾器都能很好地匹配太陽光的光譜。
不同的過濾器在超短紫外波長區域有著顯著的差別。雖然平板日光過濾器和旋轉鼓式CIRA/SL過濾器都能很好地與陽光吻合，但旋轉鼓式Boro/Boro過濾器在280nm處有著不真實的低截止波長（遠比陽光的295nm截止點更為嚴格）。也就是意味著樣品所受的紫外光暴露遠短于實際的使用環境，他可以加速材料的老化，但并不真實并可以導致一些材料的相關性問題。窗玻璃過濾器模擬透過玻璃的太陽光譜，通常用于室內產品的老化測試。用于平板型氙燈試驗箱簡稱“窗玻璃過濾器"。用于旋轉鼓型試驗箱的過濾器則為“硼硅酸鹽/蘇達石灰"（也叫做Boro蘇達石灰，Boro/SL等）。圖4顯示了一個平板型和旋轉鼓式窗玻璃過濾器的SPD,與通過窗玻璃過濾的陽光進行的比較。兩種類型的窗玻璃過濾器都可很好地與通過窗玻璃的實際陽光吻合。
   氙弧燈加速老化試驗箱的平板型窗玻璃過濾器在關鍵短波紫外線區域里更為真實一些。這一差異對于一些材料的黃變和物理性能變化是非常重要的。褪色和變色是暴露在室內的材料的普通的問題。由于褪色和變色通常為長波紫外線和可視光降解的結果，這一差異會嚴重地影響測試結果。
1.2輻照度控制
    任何類型的氙燈燈管的輸出都會隨著時間而衰減。*的氙燈試驗箱使用一個反饋回路控制系統對此進行補償。有了該系統，操作人員可預設輻照度水平，而測試室中的輻照度傳感器對光線進行測量。當燈管老化導致輸出衰減時，系統會通過增加氙燈的功率來進行自動補償。
    理論上，光線強度可以在氙燈光譜的任意位置進行監控，但通過使用的只是為數不多的幾個波段。一般在材料為敏感的光譜區域進行輻照度控制（例如，預計會出現降解的區域）。此外，輻照度控制點還因行業、應用的不同而改變。
    340nm控制點廣泛應用于加速老化測試中，對于戶外耐久性產品的老化測試老說，短波紫外線區域危險性。340nm的控制要求帶有一個裝備有過濾器的紫外線傳感器，它只允許以340nm為中心的狹窄波段通過。通常，這對于涂料、塑料、屋面材料等是理想的控制點。常見的輻照度控制點是0.35或0.55W/㎡/nm@340nm.
    420nm控制點一般與窗玻璃過濾器配套用于材料的室內光穩定性測試。對420nm的控制，要求紫外線傳感器裝備有一個過濾器，它只允許以420nm為中心的紫外線窄帶通過。該系統測試的對象，通常是這些主要由長波紫外線和可視光造成損壞的材料。例如針織品中的燃料和色素、紙張和油墨。室內模擬的常見的輻照度設置點是1.10W/㎡/nm@420nm.
    平板型和旋轉鼓型試驗箱通常裝有340nm或420nm窄帶輻照度控制系統。根據不同的型號。某些歐洲測試箱可使用一個寬帶TUV（完整紫外線，300～400nm），或一個極寬帶完整輻照度傳感器（280～800nm）.寬帶傳感器不會對紫外線的相對小的變化做出反應，這一非敏感性可能給由光譜短波紫外線部分驅動的關鍵降解機制帶來問題。
    總而言之，平板型和旋轉鼓型試驗箱帶有、等量的反饋回路輻照度控制系統。建議定期更換燈管會減少燈管老化的影響。通過使用將輻照度控制在340nm或者420nm的傳感器，在特定區域的光譜改變量會被進一步減小。
1.3潮濕
    平板型氙燈試驗箱和旋轉鼓型氙燈試驗箱都能通過向測試樣品噴淋水來模擬戶外潮濕的效果。這一方法對于模擬熱沖擊或機械腐蝕特別有效。
    在平板型氙燈試驗箱內，測試樣品被安裝在一個平面樣品托盤上，水平傾斜5℃。噴淋水能均勻地噴灑到樣品的表面，同時由于樣品放置接近水平，水不會很塊流走，使得樣品在整個潮濕循環周期中都保持潮濕。
    旋轉鼓型氙燈試驗箱有一個噴淋條和噴嘴，當旋轉的樣品經過時，向其噴水。每分鐘內，樣品約有3s處于潮濕狀態。某些試驗箱裝有兩個噴淋條，可以在樣品的正反面同時噴水。由于樣品垂直放置，水會很快從表面流走。在潮濕間歇，樣品有可能在轉離噴淋位置后變干。1.4相對濕度控制
    對于許多材料而言，相對濕度（RH）的控制是很關鍵的，大多數的測試標準都有相對濕度控制的要求。旋轉鼓型氙燈試驗箱和平板型氙燈試驗箱都可以裝相對濕度控制系統。因為大量的空氣必須在測試室中流動以保持測試溫度，所以對相對濕度的度控制是比較困難的。要控制相對濕度，必須監控測試室空氣的溫度。

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