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(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光或紅外光線。
對于不同的曝曬應(yīng)用,有不同類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紫外光光譜范圍能很好地模擬太陽光。UVA-340燈的光譜能量分布(SPD)與從太陽光譜中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(yàn)用燈。它比UV-A型燈對材料的破壞速度更快,但其比360nm更短的波長能量輸出對很多材料會造成偏離實(shí)際的試驗(yàn)結(jié)果。
輻照度(光強(qiáng)度)控制對于獲得準(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)使用戶做試驗(yàn)時能選擇輻照度量。通過反饋控制系統(tǒng),輻照度能被連續(xù)和自動地監(jiān)控并地得到控制。控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)燈管的功率而自動地對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單化。所有的燈源隨時間老化都會變?nèi)?。但熒光燈與其他類型的燈不同,它的光譜能量分布不會隨時間變化。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。
有試驗(yàn)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(yàn)系統(tǒng)中的輸出功率無明顯區(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變化,這同氙弧燈有很大區(qū)別。
使用紫光燈老化試驗(yàn)的一個主要優(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,據(jù)統(tǒng)計(jì)每天至少有12h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)中采用一個特殊的冷凝原理來模仿室外潮濕。
在這樣的冷凝循環(huán)過程中,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99%相對濕度。試驗(yàn)箱設(shè)計(jì)時,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)過程中連續(xù)不斷地降到被測試表面。
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題并且簡化試驗(yàn)設(shè)備安裝和操作。
因?yàn)椴牧显谑彝馐艹钡臅r間一般很長,所以典型的循環(huán)冷凝系統(tǒng)zui少要有4h的試驗(yàn)時間。冷凝過程在加溫條件下進(jìn)行(50℃),就會大大地加快潮濕對材料的破壞速度。長時間的、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。
4結(jié)語
雖然國標(biāo)規(guī)定且國內(nèi)目前通行的耐老化試驗(yàn)方法是氙弧輻射,但在國外氙弧輻射和紫外光老化試驗(yàn)都是應(yīng)用廣泛的試驗(yàn)方法。這兩種方法是基于不同的原理。氙燈照射試驗(yàn)箱仿制全部的太陽光譜,包括紫外光、可見光和紅外光,其目的是模擬太陽光。而紫外光老化試驗(yàn)并不企圖仿制太陽光線,而只是模仿太陽光的破壞效果。它是基于這樣的原理,長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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