紫外光耐候試驗(yàn)的原理

  紫外光耐候試驗(yàn)?zāi)M陽光、潮濕和溫度對材料的破壞作用。在幾天或幾周的時間內(nèi)，紫外光耐候試驗(yàn)可模擬再現(xiàn)戶外可能幾個月或幾年發(fā)生的損壞、材料老化包括褪色、失光、強(qiáng)度降低、開裂、剝落、粉化和氧化等。

  紫外光耐候試驗(yàn)箱用紫外光燈管模擬再現(xiàn)陽光對材料的影響，冷凝和水噴淋系統(tǒng)可以再現(xiàn)雨水和露水的影響。整個的測試循環(huán)中，溫度都是可控的。

  測試概述：
  測試樣品暴露在 UV 的測試室中，典型的測試循環(huán)通常是高溫下的紫外光照射和相對濕度在100％的黑暗潮濕冷凝周期。在一些測試中，我們還要用到水噴淋裝置。常用的測試樣品可以是涂層面板或塑料片，以及如釣魚卷軸、網(wǎng)球鞋或乙烯基擋板等產(chǎn)品。

  樣品安裝：
  紫外光耐候試驗(yàn)箱有前后兩個測試室，每一測試室內(nèi)帶有一組4 個的紫外熒光燈。樣品被安置在面向燈管的樣品架上，樣品架適用于放置多種類型的樣品。QUV標(biāo)準(zhǔn)型的扣環(huán)式樣品盤可用于放置一個 3 x 12 英寸(75 x 300 毫米), 或者兩個 3 x 6 英寸 (75 x 150 毫米) 的樣品，也可以放置寬度達(dá)到4 英寸的樣品。平板式的樣品范圍廣泛，包括金屬、木器、塑料片和薄膜等，都可方便的放置在扣環(huán)式樣品盤上而一些尺寸很小的樣品可以通過粘貼在標(biāo)準(zhǔn)測試底板或 放置在特殊的樣品盒內(nèi)進(jìn)行測試。

  模擬陽光：
  陽光中的紫外線是造成大多數(shù)材料耐久性能破壞的主要因素。紫外光耐候試驗(yàn)使用熒光燈來模擬陽光中的短波紫外部分，燈管形狀和普通的熒光燈管一致，但它產(chǎn)生 很少的可見光或紅外光譜能量。我們可以根據(jù)不同的測試要求選擇不同波長的UV紫外燈，因每種燈在總的紫外線輻照能量和波長都不一樣。通常，UV燈管可分為 UVA和UVB兩種，這和它們的紫外光光譜范圍有關(guān)。

  UVA-340 燈管可以的模擬陽光的光譜范圍從365 納米到295 納米之間的短波光譜， UVB-313 EL 燈管的波長范圍從340 納米至270 納米的非常短的紫外線，比目前地球表面上能找到的UV波長更短。因此，它可快速提供測試結(jié)果，但同時也會對某些材料造成不符合實(shí)際的損壞。UVA 351模擬透過窗玻璃的陽光紫外光，它對于測試室內(nèi)材料的老化有效。燈管的選擇對于測試條件的設(shè)定是至關(guān)重要的。

  測試結(jié)果：
  輻照度( 光照強(qiáng)度)的控制是極為重要的。多數(shù)型號的QUV安裝有太陽眼光強(qiáng)控制系統(tǒng)。太陽眼光強(qiáng)控制系統(tǒng)允許用戶根據(jù)不同的測試要求設(shè)置不同的光照強(qiáng)度。通過其反 饋回路裝置，太陽眼可精確的監(jiān)控并維持預(yù)先設(shè)置的輻照強(qiáng)度。該系統(tǒng)調(diào)節(jié)燈管的功率以補(bǔ)償燈管的老化或任何其他變化。下圖是太陽眼光強(qiáng)控制系統(tǒng)的工作原理。

  潮濕：絕多數(shù)戶外潮濕是由露水而非雨水造成的。因而紫外光耐候試驗(yàn)箱使用的冷凝機(jī)制來模擬戶外潮濕。在 UV 的冷凝循環(huán)中，測試室底部蓄水池中的水被加熱以產(chǎn)生熱蒸氣，并充滿整個測試室，熱蒸汽使測試室內(nèi)的相對濕度維持在100％，并保持一個相對高溫。UV的設(shè) 計(jì)確保被測試樣實(shí)際上構(gòu)成測試室的側(cè)壁，從而試樣的背面曝露在室內(nèi)環(huán)境空氣中。樣品后面(外面)的室內(nèi)空氣具有冷卻效果，導(dǎo)致試樣表面溫度下降到低于蒸汽 溫度幾度的水平。這一溫差的出現(xiàn)導(dǎo)致試樣在整個冷凝循環(huán)過程中，其表面始終有冷凝生成的液態(tài)水。由于戶外曝曬接觸潮濕的時間每天可以長大十幾小時，因此 UV 冷凝循環(huán)一般持續(xù)幾個小時。

  對于某些應(yīng)用過程而言，水噴淋能更好地模擬最終使用的環(huán)境條件。水噴淋在模擬由于溫度劇變和由于雨水沖刷所造成的熱沖擊或機(jī)械侵蝕是非常有效的。 UV/spray型裝有冷凝和水噴淋系統(tǒng)。噴淋系統(tǒng)有12 個噴嘴，在測試室的每一邊各有6 個。噴水系統(tǒng)可運(yùn)行幾分鐘然后關(guān)閉。這短時間的噴水可快速冷卻樣品，營造熱沖擊的條件。或者，噴水可運(yùn)轉(zhuǎn)幾個小時以通過模仿雨水的沖刷作用來營造機(jī)械侵蝕 的效果。這已被發(fā)現(xiàn)對于木器涂料特別有用。

  溫度：在每個循環(huán)中，溫度都可控制在一個設(shè)定點(diǎn)。黑板溫度計(jì)可以監(jiān)控溫度。溫度的提高可以加速老化的進(jìn)程，同時，溫度的提高對于測試的可再現(xiàn)性也是很重要的。