老化試驗設(shè)備---紫外老化試驗箱的試驗原理
1.陽光模擬
QUV利用熒光紫外線燈模擬太陽光來對一耐久性材料造成損害。紫外燈在電學(xué)原理上與普通照明用的燈很相似,但它主要發(fā)射紫外光而非可見光或紅外線。
不同的應(yīng)用條件需要的不同光譜,進而需要一不同類型的燈管。UVA-340燈管對太陽光的紫外短波段模擬效果好,其光譜能量分布(SPD)在太陽光的截止點到大約360 nm范圍內(nèi)與太陽光譜吻合得非常好(如圖2所示)。
UV-B型燈管(如圖3所示)在QUV中也被廣泛應(yīng)用。它們比UV-A型燈管引起更快的材料老化,但它比太陽光截止點更短的波長量可能會對許多材料產(chǎn)生不切實際的結(jié)果。
圖2所示的UVA-340燈管在已有燈管中對太陽光紫外短波段的模擬效果是*的。圖3 UV-B類型的燈管利用紫外線的短波段達到zui快速老化的目的,對特別經(jīng)久耐用材料的檢定或質(zhì)量控制非常有用。
2.輻照度控制
為了獲得且可重復(fù)的測試結(jié)果,控制輻照度(光強)很有必要。大多數(shù)型號的QUV都裝備有日光眼光強控制器,這種的光控系統(tǒng)為使用者選擇輻照度提供了方便。利用日光眼的反饋循環(huán)系統(tǒng),可以連續(xù)、自動地控制且地保持輻照度,日光眼靠調(diào)整燈的功率來自動補償因燈管老化和其他因素造成的光強變化。在僅僅幾天或幾周內(nèi)QUV能模擬在室外幾個月甚至幾年所造成的損害。
在QUV內(nèi)部,因熒光紫外線燈固有的光譜穩(wěn)定性,發(fā)光控制系統(tǒng)相對簡單。隨著燈管的老化,所有光源的輸出都會發(fā)生衰減,然而,不像大多數(shù)其它類型的燈管,紫外燈的光譜不會隨時間變化,這也提高了測試結(jié)果的重復(fù)性,也是使用QUV進行測試的一個主要的優(yōu)點。
圖4所示為在QUV中使用過2h的燈管和使用過5 600 h的燈管輻照度控制之間的比較,可以看出,新燈管和長時間使用過的燈管光譜之間的差別幾乎難以辨別。這是因為,一方面日光眼照度控制器用來維持光強,另外,因為紫外燈固有的光譜穩(wěn)定性,光譜能量分布幾乎保持不變。已取得的太陽眼控制系統(tǒng)易于校準(zhǔn),符合ISO標(biāo)準(zhǔn)可追溯的要求。
3.潮濕模擬
測試室底部的水槽被用來加熱產(chǎn)生蒸汽,在較高的溫度下,熱蒸汽使測試室內(nèi)保持100%的相對濕度。在QUV中,測試樣品實際上形成測試室的側(cè)壁,樣品的另一面暴露在室內(nèi)周圍的空氣中。室內(nèi)相對較冷的空氣使得測試樣品的表面比測試室內(nèi)熱蒸汽的溫度低好幾度,這一溫度差產(chǎn)生冷凝循環(huán)現(xiàn)象,在樣品表面液態(tài)形式的水慢慢地凝結(jié)(如圖5所示)。所形成的冷凝物是非常穩(wěn)定、純度很高的蒸餾水,這種高純的蒸餾水增加了測試結(jié)果的可重復(fù)性,也簡化了QUV的安裝和操作。
因為材料在室外經(jīng)受潮濕侵蝕的時間很長,所以QUV要達到相同的效果,它的冷凝循環(huán)過程至少需要4h。另外,冷凝過程是在一較高溫度(一般為50℃)下進行的,這大大加速了潮濕侵蝕。用QUV的長時間的熱凝結(jié)循環(huán)過程來模擬戶外的潮濕侵蝕比其他一些方法,如濺水、浸水或高濕度都更有效。除了標(biāo)準(zhǔn)的冷凝功能QUV還可用水噴淋來模擬雨水影響,比如熱沖擊或機械侵蝕。使用者可操作QUV來產(chǎn)生潮濕循環(huán)并伴隨紫外線,這一模擬與自然老化非常相似。
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