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咱们先从氙灯老化说起。

1.氙灯老化主要模拟太阳光总光谱。

2.氙灯老化试验箱，又称氙灯耐候试验箱，利用能模拟全太阳光光谱的氙弧灯，再现不同环境下的破坏性光波，可为科学研究、产品开发和质量控制提供相应的环境模拟和加速老化试验。

氙灯老化试验箱可用于选择新材料，改变现有材料，或评估材料成分变化后耐久性的变化。它能很好地模拟材料在不同环境条件下暴露于阳光下的变化。

通过材料样品暴露于氙弧灯的光和热辐射下的老化试验，评价部分材料在高温光源作用下的耐光性和耐候性。主要用于汽车、油漆、橡胶、塑料、颜料、粘合剂、织物等测试。

紫外线模拟环境

1.紫外线老化主要是模拟阳光中的紫外线。

2.紫外线老化试验箱又称紫外线风化试验箱、紫外线人工加速风化试验箱。它以荧光紫外灯为光源，通过模拟自然日光中的紫外线辐射和自然环境中的冷凝，对材料进行加速风化试验，从而得出材料的耐候性结果。

紫外线老化试验箱用于非金属材料和有机材料(如涂料、油漆、橡胶、塑料及其制品)，在日照、湿度、温度、结露等气候条件的变化下测试相关产品和材料的老化程度。变色、褪色等。不一会儿。

氙弧辐射试验

氙辐射试验被认为是模拟整个太阳光谱的佳试验，因为它能产生紫外光、可见光和红外光。正因为如此，它被认为是国内外应用广泛的方法。GB/T1865-1997(相当于IS0113411:1994)详细描述了这种方法。

但这种方法也有其局限性，即氙弧光源的稳定性和测试系统的复杂性。氙光源必须经过过滤以减少不必要的辐射。为了实现不同的辐照度分布，有许多类型的滤光玻璃可供选择。玻璃的选择取决于测试材料的类型及其终用途。改变滤光玻璃可以改变透射的短波长紫外光的类型，从而改变材料损伤的速度和类型。一般有三种过滤方式:日光、窗玻璃、延长紫外光(国标GB/T1865-1997中提到的方法1、2对应前两种)。



典型的氙弧辐射配备有辐照度控制系统。在氙弧辐射实验中，辐照度控制系统较重要，因为氙弧灯光谱的固有稳定性比荧光紫外灯差。国外有人研究过新的氙弧灯和使用了1000小时的旧氙弧灯的区别。发现光谱能量分布不仅在光源的长波长范围内随灯的使用时间发生显著变化，而且在短波长范围内也发生显著变化。这种变化是氙气弧光灯老化造成的，这是它的固有特性。

对于这种变化也可以采取很多补救措施。比如增加更换灯管的频率，减少光老化的影响。或者辐照度可以由传感器控制。尽管灯老化引起光谱能量分布的变化，氙弧灯仍然是耐候性和耐日光性测试的可靠而现实的光源。

在大多数氙弧辐射试验中，采用喷水和/或自动控温系统(GB/T1865-1997提出的“表面喷水”)来模拟润湿条件。喷水法的局限性在于，当温度相对较低的水喷在温度相对较高的试板上时，试板会冷却下来，从而减缓材料破坏的过程。

在氙弧辐射试验中，要求使用高纯水，以防止在试验板表面形成沉积物。所以运行成本高。

3紫外线灯照射试验

紫外光照射老化试验利用荧光紫外光模拟阳光对耐久材料的破坏作用。这和前面说的氙弧灯是不一样的。荧光紫外灯在电学原理上类似于普通冷光荧光灯，但是它可以产生比可见光或红外光更多的紫外光。

对于不同的曝光应用，有不同类型的具有不同光谱的灯可供选择。UVA-340灯在主要的短波长紫外光谱范围内可以很好的模拟太阳光。UVA-340灯的光谱能量分布(SPD)与太阳光谱中360nm处的光谱较相似。UV-B灯也是加速人工气候老化试验的常用灯。它破坏材料的速度比UV-A灯更快，但其短于360纳米的波长能量输出会导致许多材料的实际测试结果出现偏差。

控制辐照度(光强度)对于获得准确和可重复的结果是必要的。大多数紫外线老化测试设备都配备了辐照度控制系统。这些准确的辐照度控制系统使用户能够在做实验时选择辐照度测量。通过反馈控制系统，辐照度可被连续自动监测和准确控制。通过调节灯管的功率，系统自动补偿因灯管老化或其他原因造成的光照不足。

紫外灯由于其固有的光谱稳定性，简化了辐照度控制。所有的光源都会随着时间而减弱。然而，荧光灯不同于其他类型的灯，因为它们的光谱能量分布不会随时间而改变。这个特性提高了测试结果的重现性，所以也是一大优势。

实验表明，在配有辐照度控制的老化测试系统中，使用2h的灯和使用5600h的灯输出功率没有差别，辐照度控制装置可以保持光强恒定。此外，它们的光谱能量分布没有变化，这与氙弧灯有很大不同。

紫光灯老化试验的一个主要优点是可以模拟室外潮湿环境对材料的损伤作用。据统计，当材料放置在室外时，每天至少有12小时频繁暴露在湿气中。由于这种水分多以冷凝的形式存在，所以在加速人工气候老化试验中采用了特殊的冷凝原理来模拟室外水分。

在这个冷凝循环中，试验箱底部的水箱被加热产生蒸汽。蒸汽保持试验箱的环境在高温下具有%的相对湿度。设计试验箱时，试板应实际构成试验箱的侧壁。这样，测试板的背面暴露在室温下的室内空气中。室内空气的冷却作用使被测试板表面温度比蒸汽低几度。几度的温差可以使水在冷凝循环过程中不断滴到被测表面。

这样产生的冷凝水是性质稳定的纯蒸馏水。这种水可以提高实验结果的重现性，除水沉积物污染问题，简化实验设备的安装和操作。

由于材料通常长时间在室外潮湿，典型的循环冷凝系统至少应有4小时的试验时间。当冷凝过程在加热(50℃)的条件下进行时，湿度对材料的破坏速度会大大加快。相对于其他方法，如喷水、浸洗等高湿环境，加热条件下长时间的冷凝循环可以有效地再现潮湿环境破坏材料的现象。

4结论

虽然国家标准规定我国现行的老化试验方法是氙弧辐射，但国外普遍采用氙弧辐射和紫外老化试验。这两种方法基于全不同的原理。氙灯辐照试验箱模拟所有的太阳光谱，包括紫外光、可见光和红外光，其目的是模拟太阳光。紫外线老化试验并不试图模仿太阳光线，而只是模仿太阳光线的破坏作用。就是基于这个原理，由来已久。

室外暴露的耐用材料容易受到短波紫外线的损害。

此外，即使在自然气候下进行老化试验，仍有一种加速方法，即把被测样品板安装在可随太阳升降而转动的样品板架上，使样品板大部分时间保持在阳光直射的状态，从而获得加速试验结果。在1980年代以前，用碳弧灯或直接紫外灯进行平行试验也可以缩短检查周期。哪种测试方法好？没有简单的答案。选择哪种方法取决于待测材料、材料的终应用、相关材料的破坏模式、财力和其他因素。