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塔式紫外線老化試驗箱測試多長時間相當(dāng)于曝曬一年?

2025年07月08日 11:26:22人氣:42來源:廣東皓天檢測儀器有限公司

在材料耐候性研究領(lǐng)域,塔式紫外線老化試驗箱是常用設(shè)備,它通過模擬紫外線輻射等環(huán)境因素加速材料老化。不少研究人員和企業(yè)常思考:塔式紫外線老化試驗箱測試多長時間,相當(dāng)于材料在戶外曝曬一年呢?但遺憾的是,這個問題沒有簡單直接的答案。

 

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自然環(huán)境極為復(fù)雜,諸多因素影響材料老化速度。以戶外曝曬場的地理位置為例,越靠近赤道,紫外線越強,材料老化越快;海拔越高,紫外線同樣越強,老化進(jìn)程也會加快。像我國海南地區(qū),地處低緯度,紫外線輻射強,材料在當(dāng)?shù)貞敉饫匣俣冗h(yuǎn)快于高緯度地區(qū)。當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境也有影響,風(fēng)速會改變測試樣品的風(fēng)干程度,靠近水源處易促進(jìn)露水形成,而露水會加速材料老化。并且,每年氣候不同,同一地區(qū)次年天氣對樣品的影響可能是上一年的 2 倍;季節(jié)變化也顯著,夏季強烈陽光和紫外線對試樣的破壞程度,遠(yuǎn)超過冬天。此外,樣品朝向(比如偏南 5 度和正北)、樣品是否絕緣等,都會讓材料老化情況有所不同。

塔式紫外線老化試驗箱雖能模擬紫外線輻射、溫度、濕度等部分環(huán)境因素,但與自然環(huán)境仍有差距。其光源系統(tǒng)采用紫外熒光燈管,如常見的 UVA - 340、UVB - 313 燈管。UVA - 340 可模擬太陽光譜中 295 - 360nm 的短波紫外光,這部分光在自然環(huán)境中對材料老化作用關(guān)鍵;UVB - 313 產(chǎn)生的紫外線波長更短、能量更高,能加速老化,不過其光譜與自然紫外光有差異,可能導(dǎo)致部分材料測試結(jié)果偏差。而且,試驗箱中缺失可見光和紅外光,它們在自然環(huán)境中會影響材料溫度,進(jìn)而影響光化學(xué)反應(yīng)速率。另外,試驗箱的測試周期(如紫外線光照時長、冷凝潮濕時間)、操作溫度(通常溫度越高,老化越快)等設(shè)置,也會影響測試結(jié)果。


 


基于以上種種不確定性,難以建立塔式紫外線老化試驗箱測試時間與戶外曝曬時長的精準(zhǔn)換算關(guān)系。從一些研究和實踐經(jīng)驗來看,在特定條件下,有過粗略估算。比如,僅考慮輻照度和持續(xù)照射,若試驗箱輻照度為 0.77W/m²/nm,1 小時試驗箱測試可能相當(dāng)于戶外數(shù)小時到數(shù)十小時的實際紫外暴露量。還有在高輻照度燈管、持續(xù)照射,并與佛羅里達(dá)夏季對比的特定情況下,有觀點認(rèn)為 1 小時試驗箱測試大致相當(dāng)于戶外 8 小時到幾天不等。但這些都只是忽略了光譜、溫度、濕度、循環(huán)等眾多重要因素后的粗略估算。
雖然無法精確換算,但塔式紫外線老化試驗箱在材料耐候性研究中意義重大。它能在實驗室環(huán)境下,相對快速地對材料老化性能進(jìn)行對比和評估,為材料研發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量控制提供有價值的數(shù)據(jù)參考,助力篩選出性能更優(yōu)的材料,提升產(chǎn)品在戶外環(huán)境中的耐久性 。
 

 

 

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