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中級(jí)會(huì)員 | 第16年

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紫外線老化試驗(yàn)箱進(jìn)行老化的光源選擇

時(shí)間:2016-7-8閱讀:907
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實(shí)驗(yàn)室光源曝露試驗(yàn)因可以在一個(gè)試驗(yàn)箱中同時(shí)模擬大氣可見(jiàn)環(huán)境中的光、氧、熱和降雨等因素,是目前較為常用的一種人工加速老化試驗(yàn)方法,具體體現(xiàn)在紫外線老化試驗(yàn)箱和氙燈耐氣候試驗(yàn)箱上。在這些模擬因素中,又以光源zui為重要。研究表明,陽(yáng)光中引起高分子材料破環(huán)的波長(zhǎng)主要集中在紫外線及部分可見(jiàn)光。目前使用的人工光源都力圖使在此波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的能譜分布曲線與太陽(yáng)光譜接近,模擬性和加速倍率是選擇人工光源的主要依據(jù)。經(jīng)歷了相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展,實(shí)驗(yàn)室光源已有封閉式碳弧燈、陽(yáng)光型碳弧燈、熒光紫外燈、氙弧燈、高壓汞燈等各種光源供選擇。標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)中與高分子材料相關(guān)的各技術(shù)委員會(huì)主要推薦使用陽(yáng)光型碳弧燈、氙弧燈、熒光紫外燈三種光源。
1、陽(yáng)光型碳弧燈
陽(yáng)光型碳弧燈目前在我國(guó)應(yīng)用得較少,但它在日本是廣泛使用的光源,大部分JIS標(biāo)準(zhǔn)都采用陽(yáng)光型碳弧燈。我國(guó)許多與日本合資的汽車(chē)企業(yè)仍推薦使用這種光源。陽(yáng)光型碳弧燈光譜能量分布也較接近于太陽(yáng)光,但在370nm-390nm紫外線集中加強(qiáng),模擬性不及氙燈,加速倍率介于氙燈及紫外燈之間。
2、氙弧燈
目前認(rèn)為,已知的人工光源中氙弧燈的光譜能量分布與陽(yáng)光中紫外、可見(jiàn)光部分zui相似。通過(guò)選擇合適的濾光片,可以濾去大部分到達(dá)地面陽(yáng)光中存在的短波輻射。氙燈在1000nm~1200nm近紅外區(qū)存在很強(qiáng)的輻射峰,會(huì)產(chǎn)生大量的熱。因此,須選擇合適的冷卻裝置帶走這部分能量。目前,市面上氙燈耐氣候試驗(yàn)箱有兩種冷卻方式:水冷式和風(fēng)冷式。一般來(lái)說(shuō),水冷式氙燈試驗(yàn)箱冷卻效果要優(yōu)于風(fēng)冷式,同時(shí)結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜,價(jià)格也比較昂貴。由于氙燈紫外線部分能量較另兩種光源增加較少,在加速倍率方面是zui低的。
3、熒光紫外燈
從理論上說(shuō),300nm~400nm的短波能量是引起老化的主要因素。如果增加這部分能量,就能達(dá)到快速試驗(yàn)的效果。熒光紫外燈的光譜分布主要集中在紫外光部分,因此,可以達(dá)到較高的加速倍率。然而,熒光紫外燈不僅使自然日光中的紫外線能量增加,同時(shí)還有在地球表面測(cè)量時(shí)自然日光中沒(méi)有的輻射能量,而這部分能量會(huì)引起非自然的破壞。另外熒光光源除了很窄的水銀光譜線外,沒(méi)有高于375nm的能量,這樣對(duì)較長(zhǎng)波長(zhǎng)的UV能量敏感的材料就可能不會(huì)出現(xiàn)曝曬在自然日光下那樣變化。由于這些固有缺陷會(huì)導(dǎo)致得出不可靠的結(jié)果。因此,熒光紫外燈的模擬性較差。但是,由于它的加速倍率高,通過(guò)選擇合適型號(hào)的燈管可實(shí)現(xiàn)對(duì)特定材料的快速篩選。當(dāng)前市場(chǎng)上的紫外線老化試驗(yàn)箱就是應(yīng)用的這部分光源,進(jìn)行一些材料的老化實(shí)驗(yàn)。

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