全光谱氙灯老化试验箱

一、 设备核心结构与系统

一台标准的全光谱氙灯老化试验箱主要由以下几个系统构成：

1. 光源系统

• 日光滤光片： 模拟夏季正午的直接太阳光。

• 窗玻璃滤光片： 模拟透过3mm厚普通窗玻璃的阳光，滤掉了大部分短波紫外线。

• 紫外延展滤光片： 可增强紫外线的输出，用于加速测试。

• 氙弧灯管： 核心部件，功率通常从1.5kW到6.5kW或更高，寿命约为1500小时。

• 滤光器： 这是实现“全光谱"精确模拟的关键。 根据不同测试标准，使用不同类型的滤光片来“裁剪"氙灯发出的原始光谱。

• 灯管冷却系统： 通常为水冷或风冷，用于带走灯管产生的大量热量，保持灯管稳定工作和延长寿命。

2. 试验箱体与样品架

• 箱体： 通常由不锈钢制成，内壁有保温层和反射板，以确保内部环境均匀。

• 样品架： 用于固定测试样品，可以旋转（旋转鼓式）或静止（平板式），以确保所有样品接受均匀的辐照。样品架背面通常有冷却装置。

3. 温湿度控制系统

• 温度控制： 包括黑板温度（BPT）和箱内空气温度控制。黑板温度是核心参数，它通过一个涂有黑色吸热涂层的金属板传感器来模拟样品表面的实际温度，更贴近材料真实受热情况。

• 湿度控制： 通过蒸汽发生器或水喷淋系统，精确控制箱内的相对湿度，模拟昼夜潮湿循环。

4. 喷水与冷凝系统

• 喷水系统： 模拟降雨过程，通过喷嘴向样品表面喷淋去离子水。这不仅能产生热冲击，还能洗掉样品表面的可溶降解产物，并提供水分侵蚀。

• 冷凝系统： 模拟露水效果，通过加热箱底部的储水盘产生水蒸气，在样品表面冷凝。这种方式的水分侵蚀更温和、更持续。

5. 辐照度控制系统

• 这是设备的重要标志。 系统通过光学传感器实时监测光强，并通过反馈电路自动调节氙灯的功率，使辐照度保持在一个恒定的设定值。

• 辐照度可以在特定波长下进行设定和控制，常用的是340nm（用于模拟户外老化对聚合物的影响）和420nm（常用于测试颜料和染料的光稳定性）。

二、 主要应用领域

全光谱氙灯试验箱广泛应用于需要评估耐光性、耐候性的行业：

• 汽车工业： 内外饰件（仪表盘、保险杠、座椅面料）、涂料、密封条等。

• 建筑材料： 外墙涂料、防水卷材、塑料门窗、屋面材料等。

• 纺织品与服装： 户外服装、家居纺织品、汽车内饰布等的颜色牢度测试。

• 塑料与橡胶： 各种工程塑料、通用塑料、橡胶制品的老化性能评估。

• 油漆与油墨： 评估涂层的保光性、保色性和抗粉化能力。

• 光电行业： 太阳能电池板背板、LED封装材料等。

• 木材与涂料： 木器漆的耐黄变性能测试。

三、 常用测试标准

设备的使用必须遵循相关的国际、国家或行业标准，以确保测试结果的可比性。

• 国际标准：

• ISO 4892-2: 《塑料 实验室光源暴露方法 第2部分：氙弧灯》

• ASTM G155: 《非金属材料曝光用氙弧灯设备操作的标准规程》

• SAE J2527: 《用可控辐照度氙灯设备加速暴露汽车外饰材料的性能标准》

• AATCC 16: 《纺织品色牢度：耐光色牢度》

• 中国国家标准：

• GB/T 16422.2: 《塑料 实验室光源暴露试验方法 第2部分：氙弧灯》

• GB/T 1865: 《色漆和清漆 人工气候老化和人工辐射暴露（滤过的氙弧辐射）》

四、 操作与注意事项

1. 样品制备： 样品尺寸、厚度和制备方法需符合标准规定。

2. 参数设置： 严格按照所选测试标准设置辐照度、黑板温度、箱体温度、相对湿度、光照/暗循环及喷水周期。

3. 定期校准： 必须定期对辐照度、温度、湿度传感器进行校准，以确保测试条件的准确性。

4. 维护保养：

• 定期更换氙灯灯管（即使未损坏，到达寿命后光谱能量会衰减）。

• 清洁滤光片，防止灰尘影响光谱。

• 使用高纯度的去离子水，防止喷嘴堵塞和在样品上留下水渍。

五、 选购指南

在选择全光谱氙灯老化试验箱时，应考虑以下几点：

1. 测试标准： 明确需要遵循的标准，这决定了设备所需的滤光器类型、辐照度控制波长等配置。

2. 样品容量： 根据日常测试的样品数量和尺寸，选择合适的样品架尺寸和容量。

3. 辐照度控制： 选择具备自动调节辐照度功能的设备，这是现代测试的基本要求。

4. 品牌与口碑： 选择技术成熟、市场口碑好、售后服务有保障的品牌。

5. 售后服务： 确保供应商能提供及时的校准、维修和备件供应服务。

总结来说，全光谱氙灯老化试验箱是现代工业研发和质量控制中的工具。它通过高度模拟和加速自然老化的关键因素，为预测材料使用寿命、改进产品配方和工艺提供了科学、可靠的数据支持。