我們?nèi)羰窍霚y試太陽光對耐用材料的破壞性效果可利用
紫外老化試驗箱,其內(nèi)容是使用紫外燈對測試品進行高強度照射。這與上述氙弧燈不同,熒光紫外線燈在電氣原理上類似于普通照明中使用的冷光太陽燈,但它們可以產(chǎn)生更多的紫外線,而不是可見光或紅外線。
對于不同的曝光測試我們使用不同類型的燈具和不同的光譜。UVA-340燈具可以很好地模擬太陽光短波長紫外線光譜范圍,UVA-340燈具的光譜能量分布與太陽光光譜中360nm處理的光譜圖很相似。UV-B型燈具也通常用于加速人工氣候老化試驗燈具。它比UV-A型燈具更快地破壞材料,但波長輸出比360nm短,這會導致許多材料偏離實際試驗結果。
為了獲得準確和再現(xiàn)性的結果,需要對輻照度(光強度)進行控制。大多數(shù)紫外老化試驗箱都配備了輻照度控制系統(tǒng),通過反饋控制系統(tǒng),可以實現(xiàn)輻照度連續(xù)、自動地監(jiān)控和準確地控制。由于燈管老化或其他原因造成的照度不足,控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)燈管的功率來自動補償。
由于其內(nèi)部光譜的穩(wěn)定性,熒光紫外燈可以簡化輻照控制。隨著時間的推移,所有的燈光源都會隨著年齡的增長而減弱。然而,與其他類型的燈具不同,熒光燈的光譜能量分布不會隨著時間的推移而變化。這一特點提高了實驗結果的再現(xiàn)性,因此這也是一個很大的優(yōu)勢。實驗表明,在配備輻照控制的老化試驗系統(tǒng)中,使用2小時的燈和一盞使用5600小時的燈之間沒有明顯的輸出功率差異,輻照控制裝置可以保持光強的恒定強度。此外,它們的光譜能量分布沒有改變,這與氙氣燈非常不同。
紫外老化試驗箱還有一個主要優(yōu)點是:它可以模擬室外潮濕環(huán)境對材料的破壞效果,這更符合實際情況。據(jù)統(tǒng)計,當材料被放置在室外時,每天至少有12小時的濕度。由于這種濕度效應主要表現(xiàn)為冷凝形式,因此在加速人工氣候老化試驗中,采用了一種特殊的冷凝原理來模仿室外濕度。
在這種冷凝循環(huán)過程中,應將箱底部的水箱加熱,以產(chǎn)生蒸汽。熱蒸汽保持試驗箱的環(huán)境在高溫下的相對濕度。在設計紫外老化試驗箱時,箱的側壁應由試驗板實際形成,這樣,測試板的背面暴露在室內(nèi)室溫的室內(nèi)空氣下。室內(nèi)空氣的冷卻使測試板表面的溫度比蒸汽降低幾度。這些溫差可以使水在冷凝循環(huán)中連續(xù)下降到測試表面,在冷凝循環(huán)中的凝結水具有穩(wěn)定的性質(zhì),可以提高實驗結果的再現(xiàn)性,消除沉淀污染問題,簡化實驗設備的安裝和操作。典型的循環(huán)凝結系統(tǒng)至少需要4小時的測試時間,因為材料通常需要很長時間才能在室外受潮。冷凝過程在加熱條件下(50℃)進行,會大大加速潮濕對材料的破壞。與其他高濕度環(huán)境的噴水、浸漬等方法相比,在長時間的加熱條件下進行的冷凝循環(huán)更能有效地再現(xiàn)潮濕環(huán)境破壞材料的現(xiàn)象。