PDF《人工加速老化测试 ——》

装备环境工程 Vol.

2 No.4

2005 EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING 装备环境工程 EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING 摘要讨论两种常见的、 不同类型、 测试条件一致的氙灯试验箱. 详述 了其不同的配置对光谱、 辐照度控制、 过滤器类型、 潮湿、 湿度控制、 温度控制和校准等的影响.阐述了样品安置、 设备的维护保养等实 际操作方面的问题以及老化测试标准. 关键词: 旋转鼓;

平板;

过滤器;

辐照;

标准 中图分类号: TM923.323 文献标识码: A 文章编号: 1672-

9242 ( 2005) 04- 0088-

06 Partrick J. Brennan 著 张恒 译(美国 Q- Panel 实验设备公司, 俄亥俄州克里夫兰市,OH44145, USA) 人工加速老化测试 ―― ―氙灯试验箱 全世界每年因老化而造成的产品损失达数亿美元, 材料的老化 包括褪色、 失光、 氧化、 开裂、 粉化和强度下降等现象.目前, 评价材 料的老化主要通过

2 种方法: 户外曝晒和人工加速老化.其中人工 加速老化主要有开放式碳弧灯、紫外光和氙弧灯.文中主要讨论

2 种常用的氙灯试验箱.

1 旋转鼓型和平板型氙灯试验箱

1918 年, 世界上出现了第

1 台旋转鼓式氙灯老化试验箱, 它使 用1个碳弧灯作为光源, 光源或灯管垂直放置在仪器的中央, 周围 带有

1 个过滤系统.测试样品面向光源安装, 并像传送带一样围绕 中心灯旋转.自第一次世界大战以来, 这种试验箱也不断地改进, 但 其基本设计原理一直没有改变.最为常见的试验箱的灯管冷却系统 采用水冷却, 这种类型的水冷氙弧试验箱被称为 旋转鼓型 . 近年来, 出现了新型的静态样品安置的氙灯试验箱, 在测试室 的顶部安装了一个或多个气冷氙灯管.在这一系统中, 过滤器是平 仪器与试验设备 Instrument and Test Equipment

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2005 装备环境工程 EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING 板型的, 且被置于灯管下部, 同时在测试室的顶部 和侧部装有反射系统以增强辐照度的均匀性.测试 样品被安装在灯管下方的样品盘上.托盘略微倾斜 小角度, 以便使水流走, 这种类型的试验箱被称为 平板型 . 无论哪种类型的试验箱, 都带有控制光线强度 ( 辐照度) 、温度和相对湿度的控制系统, 如图

1、

2 所示. 氙灯试验箱广泛用来测试材料和产品的光稳 定性和抗老化性, 因为氙弧灯发出的光谱很接近完 整的包括紫外线(UV)、 可视光和红外线(IR)太阳光 谱.为获得准确的, 重复性好的测试结果, 所有的光 稳定性或老化性能测试必须控制光线的质量, 光强 的改变会影响材料损坏的速度, 而光谱能量分布的 改变则会影响材料降解的速度和类型. 氙弧灯的发射情况是比较复杂的, 因为它牵扯 几个变量, 包括过滤器传输、 辐照度控制点、 发光强 度以及灯管老化等.辐照度控制系统对光强和光谱 都有影响.下面将分别就氙灯试验箱的几个主要控 制参数分别讨论. 1.1 光学过滤器 未经滤光的氙弧灯发射过多的短波紫外线, 以 至于不能很好的模拟地球表面自然暴露, 因此, 试 验箱使用各种类型的过滤器来减少不必要的短波 射线.过滤器的选择取决于被测试的材料和使用环 境.大多数过滤器型号都对光谱的短波部分进行有 效地过滤. 平板型氙灯试验箱给每一个气冷氙灯配备了 一块或多块平面玻璃过滤器.水冷旋转鼓式试验箱 使用不同的过滤系统, 包括围绕氙灯放置的圆柱形 内、 外过滤器. 目前, 氙灯试验箱中采用