很多用戶的產(chǎn)品有光老化測試需求，在選擇用何種光老化設(shè)備的時候有很多疑問？這里我們就兩種常見的光老化設(shè)備來進行說明，希望對大家的選擇有幫助。下面我們來講下氙燈老化試驗箱和紫外光老化試驗箱的比較：

氣候和陽光輻照是損害涂料、塑料、油墨及其他高分子材料的主要原因，這種損害包括失光、褪色、黃變、開裂、脫皮、脆化、強度降低及分層。即使是室內(nèi)的光及通過玻璃窗透射的太陽光也都會使一些材料老化，比如引起顏料、染料等褪色或變色。   

    氙弧燈試驗箱和QUV紫外加速老化試驗箱是應(yīng)用廣泛的加速老化檢測設(shè)備，這兩種檢測設(shè)備的測試原理不同。氙燈試驗箱模擬太陽光的所有光譜，包括紫外線（UV）、可見光和紅外線（IR），氙燈光譜在295 nm到800 nm范圍內(nèi)基本上與太陽光的光譜相吻合。被用來測試許多產(chǎn)品，這些產(chǎn)品對紫外線的長波段、可見光及紅外線較敏感。

   紫外燈不能模擬全光譜太陽光。它的原理是，對于曝露在室外的經(jīng)久耐用的材料，紫外線的短波段300~400 nm是引起老化損害的最主要原因。

    1 老化的3要素

    光照、高溫和潮濕，這3個因素中的任何一個都會引起材料的老化損害，但它們往往同時發(fā)生作用，所造成的危害將大于其中任一因素的單獨作用。

    1.1光照

    不同材料對光的敏感性不同。對于經(jīng)久耐用的材料，如大多數(shù)涂料、塑料，紫外線的短波段是引起大部分聚合物老化的原因。然而，對于不是那么經(jīng)久耐用的材料，比如一些顏料和染料，紫外線的長波段甚至可見光也會使其產(chǎn)生嚴重的老化。

    1.2高溫

    當溫度升高時，光的破壞作用也將隨之增大。盡管溫度不影響主要的光致反應(yīng)，但卻影響次要的化學(xué)反應(yīng)。實驗室老化測試必須提供精確的溫度控制，通常還通過升溫的方法來加速老化過程。

    1.3潮濕

    露水、雨水及高濕度是引起潮濕危害的主要原因。研究表明，放在室外的物品每天都將長時間（平均每天8-12 h處于潮濕狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，由潮氣形成的露水是室外潮濕的主要因素，露水造成的危害比雨水更大，因為它附著在材料上的時間更長，引起更為嚴重的潮濕吸收。當然，雨水對材料的危害也很大，雨水將引起熱沖擊。比如一輛在炎熱夏日里溫度升高的汽車突然因陣雨而急劇降溫，就會產(chǎn)生沖擊現(xiàn)象。雨水沖刷引起的機械侵蝕也會加速材料發(fā)生老化，如木材涂層因雨水沖洗去除了表面老化層，將未老化的里層暴露于太陽光下，從而產(chǎn)生進一步老化。

對于室內(nèi)材料，濕氣的主要作用往往是機械應(yīng)力，它因材料試圖與周圍保持潮濕平衡而引起，材料所經(jīng)受的濕氣越大，需要克服的應(yīng)力也越大。濕氣環(huán)境還是室外材料發(fā)生老化的一個重要因素，在室外，周圍相對濕度（RH）將影響一種潮濕材料的干燥速度。

  紫外與氙燈以各自不同的方式來模擬光照、高溫和潮濕。

2 紫外老化試驗設(shè)備

    2.1陽光模擬

     紫外光老化試驗箱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

2.2輻照度控制

 為了獲得精確且可重復(fù)的測試結(jié)果，控制輻照度（光強）很有必要。大多數(shù)型號的紫外光老化試驗箱都裝備有日光眼光強控制器，這種精確的光控系統(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)、自動地控制且精確地保持輻照度，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)紫外能模擬在室外幾個月甚至幾年所造成的損害。

在紫外內(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，也是使用紫外進行測試的一個主要的優(yōu)點。

    2.3潮濕模擬

  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)。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，所以紫外要達到相同的效果，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。用紫外的長時間的熱凝結(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。除了標準的冷凝功能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。

 3 氙燈老化試驗箱

    3.1太陽光模擬

氙弧燈試驗箱可模擬太陽光的所有光譜，可產(chǎn)生紫外線、可見光和紅外線。氙弧光燈光譜有兩個影響因素：濾光系統(tǒng)和光源穩(wěn)定性。

    氙弧光燈產(chǎn)生的光譜必須經(jīng)過過濾來減少不需要的光譜成分，使用不同類型的玻璃濾光器可得到不同的光譜。濾光器的使用取決于被測材料和材料的最終使用條件，不同過濾器過濾的光譜中紫外線短波段的量不同，這將在很大程度上影響老化的速度和類型。經(jīng)常使用的濾光器有3種類型：日光、窗玻璃、紫外延伸過濾器。圖6~圖8展示了這些濾光器產(chǎn)生的光譜，同時也展示了295-400 nm之間紫外線短波段的一些光譜的放大圖。

    日光過濾器通常被用來模擬戶外暴露。被設(shè)計用來測試室內(nèi)光穩(wěn)定性，這種過濾器產(chǎn)生的一種光譜與透過玻璃的太陽光光譜非常相似。

    某些測試標準要求一種光譜包含短波紫外線，比太陽短波截止點（295 nm）還短的波長,Q/B過濾器提供這種光譜。盡管這種過濾器提供不切實際的紫外線短波段，但它們往往提供更快的測試結(jié)果。

    3.2輻照度控制

    氙弧燈試驗箱一般裝備有輻照度控制系統(tǒng)。

在氙弧燈測試系統(tǒng)內(nèi)，輻照度控制非常重要，因為氙弧燈本身的光譜穩(wěn)定性不如熒光紫外燈的好。

    因燈管老化而產(chǎn)生光譜漂移是氙弧燈固有的特性，然而，有些方法可用來補償這一變化。例如，為了減小燈老化的影響，可以定期更換燈管。同時，控制340 nm或420 nm處的照度，那么在一個特定區(qū)域，光譜的變化量將減到最小。盡管因燈管老化會引起光譜漂移，氙弧燈在抗老化和光穩(wěn)定性測試中已被證明是一種切合實際的光源。

    3.3潮濕模擬

    大多數(shù)氛弧光燈檢測設(shè)備通過水噴淋或濕度控制系統(tǒng)來模擬潮濕的影響。水噴淋的局限性是，當溫度較低的水噴淋到溫度較高的被測樣品上，樣品的溫度也將隨之降低，這就可能減慢了老化的速度，然而，水噴淋可以很好地模擬熱沖擊和機械侵蝕。在測試系統(tǒng)中，為了防止水對樣品的污染，使用高純度的水是非常必要的。

4 實際需要考慮的事項

當然，一種測試裝置不管如何有效，如果購買價格和運行成本太高的話，那它也沒有實際應(yīng)用價值。這就是為什么購買價格、運行成本、維護費用是一些不容忽視的重要因素的原因，在考慮一種檢測設(shè)備的優(yōu)點時也應(yīng)考慮到這些因素的影響。

    4.1購買價格

    一般地，紫外比氙燈便宜，具體情況取決于您所購買的產(chǎn)品類型和型號。

    由圖10可見，使用1000 h后，氙弧光燈的光譜輸出發(fā)生變化，但是控制器在控制點維持光譜穩(wěn)定性方面做得非常好。

    4.2測試室大小

    當評估一個試驗箱的價格時，應(yīng)該考慮到它的容積。氙燈比紫外的測試容積要大。

    4.3三維測試樣品

     氙燈可測試樣品的類型比較靈活，除了可測試平面試樣外，還可測試三維部件、試管及玻璃皿。紫外可安裝相對較薄的平板或樣品。

    4．易于使用和維護

    氙燈和紫外的使用和維護都很方便，這兩種試驗設(shè)備可以全自動一天24 h連續(xù)工作，一周7d連續(xù)工作，定時器可使測試在任何特定的時間停止。自動校正系統(tǒng)和輻照度校正儀來進行校準也很簡單，當儀器光強穩(wěn)定時按卞按鈕，校準即完成，在此過程中，測試樣品和光源均處于待工作狀態(tài)。

    5 技術(shù)總結(jié)

    到底選擇哪種測試老化及光穩(wěn)定性的設(shè)備（尤其是初次選擇時），可參照試驗標準，或者聯(lián)系專業(yè)的技術(shù)人員，會給您正確的推薦。