1 自然氣候老化試驗(yàn)
自然氣候老化試驗(yàn)方法是國(guó)內(nèi)外廣泛采用的方法。其主要原因是自然氣候老化實(shí)驗(yàn)結(jié)果更符合實(shí)際 , 所需的費(fèi)用較低而且操作簡(jiǎn)單方便。雖然我們可以在任何
地方進(jìn)行自然氣候老化試驗(yàn) , 但上比較認(rèn)可的試驗(yàn)場(chǎng)地是美國(guó)的佛羅里達(dá) , 因?yàn)槠潢?yáng)光充足。
但自然氣候老化試驗(yàn)的不足之處是試驗(yàn)需要的時(shí)間長(zhǎng) , 試驗(yàn)人員可能沒(méi)有這么多年的時(shí)間等待一個(gè)產(chǎn)品的測(cè)試結(jié)果。另外 , 即使是佛羅里達(dá) , 氣候不可能年
復(fù)一年的*相同 , 故試驗(yàn)結(jié)果的再現(xiàn)性也不理想。
2 氙弧輻射試驗(yàn)
氙弧輻射試驗(yàn)被認(rèn)為是zui能模擬全太陽(yáng)光譜的試驗(yàn) , 因?yàn)樗墚a(chǎn)生紫外光、可見(jiàn)光和紅外光。正因?yàn)槿绱?, 在國(guó)內(nèi)外被認(rèn)為是zui廣泛采用的方法。 GB/ T
1865 — 1997 （ 等同于 ISO 113411 : 1994） 詳細(xì)地介紹了這種方法。
但這種方法也有它的局限性 , 即氙弧燈光源穩(wěn)定性及由此帶來(lái)的試驗(yàn)系統(tǒng)的復(fù)雜性。氙弧燈光源必須經(jīng)過(guò)過(guò)濾以減少不期望的輻射。為達(dá)到不同的輻照度分布
可有多種過(guò)濾玻璃類(lèi)型供選擇。選用何種玻璃取決于被測(cè)試材料類(lèi)型及其zui終用途。改變過(guò)濾玻璃可以改變透過(guò)的短波長(zhǎng)紫外光類(lèi)型 , 從而改變材料遭受破壞的速
度和類(lèi)型。通常運(yùn)用的過(guò)濾有 3 種類(lèi)型 : 日光、窗玻璃和擴(kuò)展的紫外光類(lèi)型 （ 國(guó)標(biāo) GB/ T1865 — 1997 中提到的方法 1 和方法 2 對(duì)應(yīng)于前兩種類(lèi)型 ） 。
典型的氙弧輻射都配備一個(gè)輻照度控制系統(tǒng)。輻照度控制系統(tǒng)在氙弧輻射試驗(yàn)中很重要 , 因?yàn)殡艄庠吹墓庾V自身內(nèi)在穩(wěn)定性就比熒光紫外燈光的光譜差。
國(guó)外有人考察了一盞新氙弧燈和一盞用過(guò) 1 000 h 的舊氙弧燈光譜的區(qū)別。結(jié)果發(fā)現(xiàn) , 光譜能量分布不但在光源的長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍隨燈的使用時(shí)間延長(zhǎng)變化顯著 , 而
且在短波長(zhǎng)的范圍內(nèi)也有明顯變化。這種變化引起的原因是氙弧燈的老化 , 是它的自身內(nèi)在特性。
對(duì)這種變化也可采取多種補(bǔ)救措施。例如提高更換燈管的頻度以減輕燈光老化的影響。或者可用傳感器控制輻照度。盡管存在因燈老化引起的光譜能量分布變化
, 氙弧燈仍不失作為耐候性和耐日光照射試驗(yàn)的一種可靠的和反映實(shí)際的光源。
大多數(shù)氙弧輻射試驗(yàn)在模擬潤(rùn)濕條件時(shí)采用水噴淋和 / 或溫度自動(dòng)控制系統(tǒng) （ 國(guó)標(biāo) GB/ T1865 — 1997 提出的 “ 表面用水噴淋 ” ） 。水噴淋方法的局限
是當(dāng)溫度相對(duì)較低的水噴到溫度相對(duì)較高的試板上時(shí) , 試板會(huì)冷卻下來(lái) , 這會(huì)使材料遭破壞的過(guò)程減緩。
在氙弧輻射試驗(yàn)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(yùn)行費(fèi)用較高。
3 紫外光燈照射試驗(yàn)
紫外光燈照射老化試驗(yàn)利用熒光紫外光燈模擬太陽(yáng)光對(duì)耐久性材料的破壞性作用。這與前提到的氙弧燈有區(qū)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(duì)于不同的曝曬應(yīng)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(zhǎng)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 360 nm 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(yàn)用燈。它比 UV -A 型燈對(duì)材料的破壞速度更快
, 但其比 360 nm 更短的波長(zhǎng)能量輸出對(duì)很多材料會(huì)造成偏離實(shí)際的試驗(yàn)結(jié)果。
輻照度 （ 光強(qiáng)度 ） 控制對(duì)于獲得準(zhǔn)確而有重現(xiàn)性的結(jié)果是很有必要的。大多數(shù)紫外光老化試驗(yàn)裝置都配備了輻照度控制系統(tǒng)。這些的輻照度控制系統(tǒng)使用
戶(hù)做試驗(yàn)時(shí)能擇輻照度量。通過(guò)反饋控制系統(tǒng) , 輻照度能被連續(xù)和自動(dòng)地監(jiān)控并地得到控制。控制系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)燈管的功率而自動(dòng)地對(duì)因燈管老化或其他原因
造成的照度不足進(jìn)行補(bǔ)償。
熒光紫外光燈因自身內(nèi)在的光譜穩(wěn)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?nèi)酢５珶晒鉄襞c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(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性 , 因而也是一大優(yōu)勢(shì)。
有試驗(yàn)表明 , 一盞使用了 2h 的燈和一盞使用了 5 600 h 的燈在配備了輻照度控制的老化試驗(yàn)系統(tǒng)中的輸出功率無(wú)明顯區(qū)別 , 輻照度控制裝置能夠維持光強(qiáng)
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(qū)別。
使用紫燈老化試驗(yàn)的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)在于它能夠模擬較為符合實(shí)際的室外潮濕環(huán)境對(duì)材料的破壞作用。材料置于室外時(shí) , 據(jù)統(tǒng)計(jì)每天至少有 12 h 頻繁地遭受潮
濕作用。因?yàn)檫@種潮濕作用大多表現(xiàn)為凝露的形式 , 因而在加速人工氣候老化試驗(yàn)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(yàn)箱底部的水槽以產(chǎn)生蒸汽。熱蒸汽保持試驗(yàn)箱的環(huán)境在高溫下有 100 % 相對(duì)濕度。試驗(yàn)箱設(shè)計(jì)時(shí) , 要使試板實(shí)際上構(gòu)
成試驗(yàn)箱的側(cè)壁。這樣試板的背面暴露在室溫的室內(nèi)空氣下。室內(nèi)空氣的冷卻作用使被測(cè)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(xù)不斷地降到被測(cè)試表面。
如此產(chǎn)生的冷凝水是性質(zhì)穩(wěn)定的、純凈蒸餾水。這種水能提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性 , 排除水沉積物污染問(wèn)題并且簡(jiǎn)化試驗(yàn)設(shè)備安裝和操作。
因?yàn)椴牧显谑彝馐艹钡臅r(shí)間一般很長(zhǎng) , 所以典型的循環(huán)冷凝系統(tǒng)zui少要有 4h 的試驗(yàn)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(duì)材
料的破壞速度。長(zhǎng)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(xiàn)潮濕環(huán)境破壞材料的現(xiàn)象。
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