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自然气候试验和氙灯老化试验的发展状况

来源: /  作者:   时间: 2015/12/5 14:12:10

    户外自然暴晒: 户外暴晒试验顾名思义就是将高分子材料的试样或制品暴露于自然大气环境中, 使得试验样品或制品受到各种大气因素的综合作用, 通过周期性的外观检查和一些物理机械性能的测试, 从而了解到材料的外观和性能的。

    氙灯老化: 氙弧灯光源是近代发展最快的一种人工加速老化试验设备,氙弧灯光源的光能量分布与太阳的光能量分布十分相近,特别是紫外( 290nm ~ 400nm) 部分的光能量。氙弧灯是利用超高压氙气放电制造成的高效率光源,可分为长弧灯和短弧灯,按冷却方式可分为水冷式与风冷式。

1.自然气候试验

    早几十年前, 国外对自然气候试验已相当重视,视为不可缺少的基础性工作, 是鉴定材料性能最可靠的方法。

    美国 1931 年就在佛罗里达州东南部的迈阿密布建立了天然气候场, 该地处于北纬 25°, 在北回归线以北。是美国湿热带气候区的标准暴露场。该暴露场由原先单纯的油漆试验, 扩展到目前对油漆和工程材料的各个领域的试验项目。现有 500 多家主顾,包括美国、 加拿大、 南美诸国、 英国等 17 个公司和整个西欧的有关厂家往该暴露场送试样, 受试样品达 20 多万件。

    自然气候试验受区域性气候的影响。国际上把这种气候分为五大类: 湿热、干热、中温、温和及寒冷。日本将自然气候试验分为耐候性试验和耐光性试验。后者包括日光试验和昼光试验。耐候试验是考察材料特性在太阳辐射、雨水、风、温湿度、大气污染等因素作用下如何变化的试验方法。耐光性试验时研究 材料受太阳辐射和温湿度影响,以褪色为主要研究指标的试验方法。其中日光试验时把样品整年每天24 小时设在大气环境中。昼光试验则在 4 月 1 日到 10 月 1 日的晴天每上午 9 时至下午 4 时放在户外大气环境中,其他时间搬进室内。

2.氙灯老化试验

    国外在进行天然气候试验的同时, 开展了大量的人工气候对比试验。这些气候试验都是模拟自然气候的加速试验。

    早在 1934 年,美国首先出现了气候老化箱。经过不断改进,1960 年被批准为专利, 并投入实际应用。英国于 1953 年也试制了一种材料耐光试验箱。苏联在 1962 年报导了太阳辐射试验箱。

    但是国外早期的人工气候试验箱所用的光源很多,主要有高压汞灯、 紫外线碳弧灯、 阳光碳弧灯、 氙灯和荧光紫外灯。对于它们的评价, 众说不一,高压汞灯虽有强烈的紫外线, 但是光谱不连续,与太阳光差距大,现在趋于淘汰。

    紫外线碳弧灯,可以用美国 ATLAS 的气候箱为代表,是一种两用的人工气候老化箱。装上人工降雨系统就是耐候试验箱, 拆掉人工降雨装置就是耐光试验箱。目前主要是日本企业在使用这种气候箱。阳光碳弧灯的紫外线范围 278nm ~ 400nm, 可见光区域大,红外区小,具有和太阳光比较一致的能量,放电的色调比紫外线灯接近白色,但是价格昂贵。

    氙灯 1958 年在西德出现后就引人注目,从紫外可见光部分的能谱与太阳光非常接近。目前被认为是模拟太阳光最好的光源。1961 年, 国际标准化组织曾推荐氙灯为材料的耐候和耐光试验光源。


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