全光譜氙燈老化試驗(yàn)箱

一、 設(shè)備核心結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)

一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的全光譜氙燈老化試驗(yàn)箱主要由以下幾個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成：

1. 光源系統(tǒng)

• 日光濾光片： 模擬夏季正午的直接太陽(yáng)光。

• 窗玻璃濾光片： 模擬透過(guò)3mm厚普通窗玻璃的陽(yáng)光，濾掉了大部分短波紫外線。

• 紫外延展濾光片： 可增強(qiáng)紫外線的輸出，用于加速測(cè)試。

• 氙弧燈管： 核心部件，功率通常從1.5kW到6.5kW或更高，壽命約為1500小時(shí)。

• 濾光器： 這是實(shí)現(xiàn)“全光譜"精確模擬的關(guān)鍵。 根據(jù)不同測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，使用不同類(lèi)型的濾光片來(lái)“裁剪"氙燈發(fā)出的原始光譜。

• 燈管冷卻系統(tǒng)： 通常為水冷或風(fēng)冷，用于帶走燈管產(chǎn)生的大量熱量，保持燈管穩(wěn)定工作和延長(zhǎng)壽命。

2. 試驗(yàn)箱體與樣品架

• 箱體： 通常由不銹鋼制成，內(nèi)壁有保溫層和反射板，以確保內(nèi)部環(huán)境均勻。

• 樣品架： 用于固定測(cè)試樣品，可以旋轉(zhuǎn)（旋轉(zhuǎn)鼓式）或靜止（平板式），以確保所有樣品接受均勻的輻照。樣品架背面通常有冷卻裝置。

3. 溫濕度控制系統(tǒng)

• 溫度控制： 包括黑板溫度（BPT）和箱內(nèi)空氣溫度控制。黑板溫度是核心參數(shù)，它通過(guò)一個(gè)涂有黑色吸熱涂層的金屬板傳感器來(lái)模擬樣品表面的實(shí)際溫度，更貼近材料真實(shí)受熱情況。

• 濕度控制： 通過(guò)蒸汽發(fā)生器或水噴淋系統(tǒng)，精確控制箱內(nèi)的相對(duì)濕度，模擬晝夜潮濕循環(huán)。

4. 噴水與冷凝系統(tǒng)

• 噴水系統(tǒng)： 模擬降雨過(guò)程，通過(guò)噴嘴向樣品表面噴淋去離子水。這不僅能產(chǎn)生熱沖擊，還能洗掉樣品表面的可溶降解產(chǎn)物，并提供水分侵蝕。

• 冷凝系統(tǒng)： 模擬露水效果，通過(guò)加熱箱底部的儲(chǔ)水盤(pán)產(chǎn)生水蒸氣，在樣品表面冷凝。這種方式的水分侵蝕更溫和、更持續(xù)。

5. 輻照度控制系統(tǒng)

• 這是設(shè)備的重要標(biāo)志。 系統(tǒng)通過(guò)光學(xué)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光強(qiáng)，并通過(guò)反饋電路自動(dòng)調(diào)節(jié)氙燈的功率，使輻照度保持在一個(gè)恒定的設(shè)定值。

• 輻照度可以在特定波長(zhǎng)下進(jìn)行設(shè)定和控制，常用的是340nm（用于模擬戶(hù)外老化對(duì)聚合物的影響）和420nm（常用于測(cè)試顏料和染料的光穩(wěn)定性）。

二、 主要應(yīng)用領(lǐng)域

全光譜氙燈試驗(yàn)箱廣泛應(yīng)用于需要評(píng)估耐光性、耐候性的行業(yè)：

• 汽車(chē)工業(yè)： 內(nèi)外飾件（儀表盤(pán)、保險(xiǎn)杠、座椅面料）、涂料、密封條等。

• 建筑材料： 外墻涂料、防水卷材、塑料門(mén)窗、屋面材料等。

• 紡織品與服裝： 戶(hù)外服裝、家居紡織品、汽車(chē)內(nèi)飾布等的顏色牢度測(cè)試。

• 塑料與橡膠： 各種工程塑料、通用塑料、橡膠制品的老化性能評(píng)估。

• 油漆與油墨： 評(píng)估涂層的保光性、保色性和抗粉化能力。

• 光電行業(yè)： 太陽(yáng)能電池板背板、LED封裝材料等。

• 木材與涂料： 木器漆的耐黃變性能測(cè)試。

三、 常用測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)備的使用必須遵循相關(guān)的國(guó)際、國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以確保測(cè)試結(jié)果的可比性。

• 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：

• ISO 4892-2: 《塑料 實(shí)驗(yàn)室光源暴露方法 第2部分：氙弧燈》

• ASTM G155: 《非金屬材料曝光用氙弧燈設(shè)備操作的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程》

• SAE J2527: 《用可控輻照度氙燈設(shè)備加速暴露汽車(chē)外飾材料的性能標(biāo)準(zhǔn)》

• AATCC 16: 《紡織品色牢度：耐光色牢度》

• 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：

• GB/T 16422.2: 《塑料 實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)方法 第2部分：氙弧燈》

• GB/T 1865: 《色漆和清漆 人工氣候老化和人工輻射暴露（濾過(guò)的氙弧輻射）》

四、 操作與注意事項(xiàng)

1. 樣品制備： 樣品尺寸、厚度和制備方法需符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

2. 參數(shù)設(shè)置： 嚴(yán)格按照所選測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置輻照度、黑板溫度、箱體溫度、相對(duì)濕度、光照/暗循環(huán)及噴水周期。

3. 定期校準(zhǔn)： 必須定期對(duì)輻照度、溫度、濕度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保測(cè)試條件的準(zhǔn)確性。

4. 維護(hù)保養(yǎng)：

• 定期更換氙燈燈管（即使未損壞，到達(dá)壽命后光譜能量會(huì)衰減）。

• 清潔濾光片，防止灰塵影響光譜。

• 使用高純度的去離子水，防止噴嘴堵塞和在樣品上留下水漬。

五、 選購(gòu)指南

在選擇全光譜氙燈老化試驗(yàn)箱時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

1. 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)： 明確需要遵循的標(biāo)準(zhǔn)，這決定了設(shè)備所需的濾光器類(lèi)型、輻照度控制波長(zhǎng)等配置。

2. 樣品容量： 根據(jù)日常測(cè)試的樣品數(shù)量和尺寸，選擇合適的樣品架尺寸和容量。

3. 輻照度控制： 選擇具備自動(dòng)調(diào)節(jié)輻照度功能的設(shè)備，這是現(xiàn)代測(cè)試的基本要求。

4. 品牌與口碑： 選擇技術(shù)成熟、市場(chǎng)口碑好、售后服務(wù)有保障的品牌。

5. 售后服務(wù)： 確保供應(yīng)商能提供及時(shí)的校準(zhǔn)、維修和備件供應(yīng)服務(wù)。

總結(jié)來(lái)說(shuō)，全光譜氙燈老化試驗(yàn)箱是現(xiàn)代工業(yè)研發(fā)和質(zhì)量控制中的工具。它通過(guò)高度模擬和加速自然老化的關(guān)鍵因素，為預(yù)測(cè)材料使用壽命、改進(jìn)產(chǎn)品配方和工藝提供了科學(xué)、可靠的數(shù)據(jù)支持。