在氙弧輻射試驗中,要求使用高純度的水以防止試板表面形成沉積物,因此運行費用較高。
紫外光燈照射試驗
紫外光燈照射老化試驗利用熒光紫外光燈模擬太陽(yáng)光對耐久性材料的破壞性作用。這與前面提到的氙弧燈有區別,熒光紫外燈在電學(xué)原理上與普通的照明用冷光日光燈相似,但能生成更多的紫外光而非可見(jiàn)光或紅外光線(xiàn)。
對于不同的曝曬應用,有不同類(lèi)型的具有不同光譜的燈供選擇。UVA-340型的燈在主要的短波長(cháng)紫外光光譜范圍能很好地模擬太陽(yáng)光。UVA-340燈的光譜能量分布(SPD)與從太陽(yáng)光譜中360nm處分出的光譜圖很近似。UV-B型燈也是通常使用的加速人工氣候老化試驗用燈。它比UV-A型燈對材料的破壞速度更快,但其比360nm更短的波長(cháng)能量輸出對很多材料會(huì )造成偏離實(shí)際的試驗結果。
輻照度(光強度)控制對于獲得準確而有重現性的結果是很有必要的。大多數紫外光老化試驗裝置都配備了輻照度控制系統。這些的輻照度控制系統使用戶(hù)做試驗時(shí)能選擇輻照度量。通過(guò)反饋控制系統,輻照度能被連續和自動(dòng)地監控并地得到控制??刂葡到y通過(guò)調節燈管的功率而自動(dòng)地對因燈管老化或其他原因造成的照度不足進(jìn)行補償。
熒光紫外光燈因自身內在的光譜穩定性使輻照度控制簡(jiǎn)單化。所有的燈源隨時(shí)間老化都會(huì )變弱。但熒光燈與其他類(lèi)型的燈不同,它的光譜能量分布不會(huì )隨時(shí)間變化。這一特點(diǎn)提高了試驗結果的重現性,因而也是一大優(yōu)勢。
有試驗表明,一盞使用了2h的燈和一盞使用了5600h的燈在配備了輻照度控制的老化試驗系統中的輸出功率無(wú)明顯區別,輻照度控制裝置能夠維持光強度的恒定。此外,它們的光譜能量的分布也無(wú)變化,這同氙弧燈有很大區別。
使用紫光燈老化試驗的一個(gè)主要優(yōu)勢在于它能夠模擬較為符合實(shí)際的室外潮濕環(huán)境對材料的破壞作用。材料置于室外時(shí),據統計每天至少有12h頻繁地遭受潮濕作用。因為這種潮濕作用大多表現為凝露的形式,因而在加速人工氣候老化試驗中采用一個(gè)特殊的冷凝原理來(lái)模仿室外潮濕。
在這樣的冷凝循環(huán)過(guò)程中,要加熱試驗箱底部的水槽以產(chǎn)生蒸汽。熱蒸汽保持試驗箱的環(huán)境在高溫下有100%相對濕度。試驗箱設計時(shí),要使試板實(shí)際上構成試驗箱的側壁。這樣試板的背面暴露在室溫的室內空氣下。室內空氣的冷卻作用使被測的試板表面的溫度比蒸汽溫度降低幾度。這幾度的溫差可使水在冷凝循環(huán)過(guò)程中連續不斷地降到被測試表面。
如此產(chǎn)生的冷凝水是性質(zhì)穩定的、純凈蒸餾水。這種水能提高實(shí)驗結果的重現性,排除水沉積物污染問(wèn)題并且簡(jiǎn)化試驗設備安裝和操作。
因為材料在室外受潮的時(shí)間一般很長(cháng),所以典型的循環(huán)冷凝系統zui少要有4h的試驗時(shí)間。冷凝過(guò)程在加溫條件下進(jìn)行(50℃),就會(huì )大大地加快潮濕對材料的破壞速度。長(cháng)時(shí)間的、加熱條件下進(jìn)行的冷凝循環(huán)比其他諸如水噴淋、浸漬和其他高濕度環(huán)境的方法更能有效地再現潮濕環(huán)境破壞材料的現象。
結語(yǔ)
雖然國標規定且國內目前通行的耐老化試驗方法是氙弧輻射,但在國外氙弧輻射和紫外光老化試驗都是應用廣泛的試驗方法。這兩種方法是基于*不同的原理。氙燈照射試驗箱仿制全部的太陽(yáng)光譜,包括紫外光、可見(jiàn)光和紅外光,其目的是模擬太陽(yáng)光。而紫外光老化試驗并不企圖仿制太陽(yáng)光線(xiàn),而只是模仿太陽(yáng)光的破壞效果。它是基于這樣的原理,長(cháng)期在室外暴露的耐久性材料,受短波紫外光照射引起的老化損害zui大。
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