斜塔切片式紫外線老化試驗(yàn)箱

斜塔切片式紫外線老化試驗(yàn)箱
一、 主要組成部分

1. 試驗(yàn)箱體：通常由不銹鋼或耐腐蝕材料制成，具有良好的密封性和保溫性。

2. 紫外燈管：核心部件。通常使用UVA-340或UVB-313燈管。

• UVA-340：光譜在365nm到295nm之間，能模擬太陽(yáng)光中的短波紫外線部分，適用于大多數(shù)材料的耐光性測(cè)試。

• UVB-313：發(fā)射更強(qiáng)的短波紫外線，加速性更強(qiáng)，但可能與真實(shí)太陽(yáng)光光譜吻合度稍差，主要用于耐久性材料的快速、苛刻測(cè)試。

3. “斜塔切片式"樣品架：設(shè)備的標(biāo)志性部分。由耐腐蝕的鋁合金制成，樣品被安裝在各個(gè)“切片"上，面向中心的燈管。

4. 加熱與水系統(tǒng)：

• 加熱器：用于控制箱內(nèi)溫度。

• 冷凝系統(tǒng)：在樣品架背面加熱水槽，產(chǎn)生水蒸氣，在溫度較低的樣品測(cè)試表面凝結(jié)成露水。

• 噴淋系統(tǒng)：通過(guò)安裝在箱內(nèi)的噴嘴，模擬雨水沖刷的效果，既能產(chǎn)生熱沖擊，也能洗掉表面降解產(chǎn)物，使新鮮表面暴露出來(lái)繼續(xù)接受考驗(yàn)。

5. 智能控制系統(tǒng)：現(xiàn)代設(shè)備通常配備彩色觸摸屏和PLC控制器。用戶可以精確設(shè)定和控制：

• 測(cè)試周期：紫外線照射、冷凝、噴淋的時(shí)間循環(huán)。

• 溫度：分別控制紫外線照射時(shí)的溫度和冷凝時(shí)的溫度。

• 輻照度：通過(guò)太陽(yáng)眼輻照度傳感器進(jìn)行閉環(huán)控制，確保紫外線強(qiáng)度始終穩(wěn)定在設(shè)定值，這是測(cè)試可重復(fù)性的關(guān)鍵。

二、 工作原理與測(cè)試循環(huán)

設(shè)備通過(guò)模擬自然界中白天/夜晚、晴/雨的循環(huán)來(lái)加速老化。

1. 紫外線照射階段：

• 燈管點(diǎn)亮，模擬太陽(yáng)光的紫外線破壞。

• 通過(guò)精確控制輻照度和溫度，可以在幾天或幾周內(nèi)，重現(xiàn)戶外幾個(gè)月甚至幾年的紫外線總暴露量。

2. 冷凝暗循環(huán)階段：

• 燈管關(guān)閉，樣品架背面的水槽被加熱至較高溫度（如50-60℃）。

• 樣品測(cè)試表面通過(guò)室溫或冷卻水保持在較低溫度（如40-50℃）。

• 水槽產(chǎn)生的高溫水蒸氣在 cooler 的樣品表面凝結(jié)，形成純凈的液態(tài)水膜，模擬夜晚的露水侵蝕。這是一個(gè)相對(duì)濕度的環(huán)境。

3. 噴淋階段（可選）：

• 在紫外線照射過(guò)程中或之后，啟動(dòng)噴淋系統(tǒng)，用常溫水噴淋樣品表面。

• 模擬熱降雨的冷卻效應(yīng)（熱沖擊）和雨水沖刷。

一個(gè)典型的測(cè)試循環(huán)可能是：8小時(shí)紫外線照射（在60℃下） + 4小時(shí)冷凝（在50℃下），如此反復(fù)循環(huán)。

三、 主要特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

1. 高效均勻：“切片式"布局和“斜塔"角度設(shè)計(jì)，確保了所有樣品接受的光照和冷凝條件高度一致，測(cè)試結(jié)果可比性強(qiáng)。

2. 加速測(cè)試：通過(guò)增強(qiáng)的紫外線輻照度和溫度，極大地縮短了測(cè)試時(shí)間，加快產(chǎn)品研發(fā)和質(zhì)量驗(yàn)證周期。

3. 出色的重現(xiàn)性：智能控制系統(tǒng)，特別是輻照度自動(dòng)控制，保證了不同批次測(cè)試結(jié)果的可重復(fù)性和可靠性。

4. 用戶友好：大屏幕觸摸屏，編程簡(jiǎn)單直觀。樣品安裝和拆卸方便。

5. 維護(hù)簡(jiǎn)便：燈管、過(guò)濾器等易損件更換方便。

四、 應(yīng)用領(lǐng)域

這種試驗(yàn)箱廣泛應(yīng)用于需要對(duì)材料進(jìn)行耐候性測(cè)試的行業(yè)：

• 涂料與油墨：汽車(chē)面漆、建筑涂料、木器漆等。

• 塑料與橡膠：汽車(chē)零部件、戶外家具、建材（如PVC型材）、包裝材料。

• 紡織品：戶外服裝、遮陽(yáng)篷、汽車(chē)內(nèi)飾等。

• 粘合劑與密封膠。

• 汽車(chē)工業(yè)：內(nèi)外飾件的老化測(cè)試。

• 電線電纜：絕緣層和護(hù)套的老化測(cè)試。

五、 遵循標(biāo)準(zhǔn)

斜塔切片式紫外線老化試驗(yàn)箱的設(shè)計(jì)符合多項(xiàng)國(guó)際和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，主要包括：

• ASTM G154： 《非金屬材料熒光紫外線暴露試驗(yàn)的操作標(biāo)準(zhǔn)》

• ISO 4892-3： 《塑料 實(shí)驗(yàn)室光源暴露方法 第3部分：熒光紫外燈》

• GB/T 16422.3： 《塑料 實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)方法 第3部分：熒光紫外燈》（中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）

• SAE J2020： 《汽車(chē)外飾材料熒光紫外線/冷凝加速暴露試驗(yàn)》

六、 注意事項(xiàng)

1. 光譜局限性：它主要模擬的是紫外線破壞，而非全光譜太陽(yáng)光。對(duì)于需要評(píng)估熱和可見(jiàn)光影響的測(cè)試，需使用氙燈試驗(yàn)箱。

2. 樣品制備：測(cè)試樣品的制備必須規(guī)范，否則會(huì)影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3. 燈管壽命與校準(zhǔn)：紫外燈管有使用壽命，需定期更換。輻照度傳感器也需要定期校準(zhǔn)，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

4. 結(jié)果解讀：測(cè)試結(jié)果是相對(duì)比較數(shù)據(jù)，用于評(píng)估不同批次或不同配方材料的相對(duì)耐久性。將加速老化測(cè)試時(shí)間與自然暴露時(shí)間精確對(duì)應(yīng)是困難的，通常需要建立經(jīng)驗(yàn)相關(guān)性。

斜塔切片式紫外線老化試驗(yàn)箱是一種設(shè)計(jì)精巧、高效且可靠的加速老化測(cè)試設(shè)備。它通過(guò)其獨(dú)特的“斜塔"和“切片式"設(shè)計(jì)，在材料研發(fā)和質(zhì)量控制中，為預(yù)測(cè)產(chǎn)品在真實(shí)環(huán)境下的使用壽命和耐久性提供了至關(guān)重要的科學(xué)依據(jù)。