氙燈老化試驗箱的發(fā)展歷程及作用

世界上每年因老化而造成的產(chǎn)品損失達數(shù)億美元，材料的老化包括褪色、失光、氧化、開裂、粉化和強度下降等現(xiàn)象。目前，評價材料的老化主要通過2種方法：戶外曝曬和人工加速老化。其中人工加速老化主要有開放式碳弧燈、紫外光和氙弧燈。

1918年，世界上出現(xiàn)了第1臺水冷式氙燈老化試驗箱，它使用1個碳弧燈作為光源，燈管垂直放置在儀器的中央，周圍帶有1個過濾系統(tǒng)和1個旋轉(zhuǎn)樣品架。測試樣品面向光源安裝，并像傳送帶一樣圍繞中心燈旋轉(zhuǎn)。自*次世界大戰(zhàn)以來，這種試驗箱也不斷地改進，但其基本設(shè)計原理一直沒有改變。zui為常見的試驗箱的燈管冷卻系統(tǒng)采用水冷卻，這種類型的水冷氙弧試驗箱被稱為“旋轉(zhuǎn)鼓型"。

近年來，出現(xiàn)了新型的靜態(tài)樣品安置的氙燈試驗箱，在測試室的頂部安裝了一個或多個氣冷氙燈管。在這一系統(tǒng)中，過濾器是平板型的，且被置于燈管下部，?同時在測試室的頂部和側(cè)部裝有反射系統(tǒng)以增強輻照度的均勻性。測試樣品被安裝在燈管下方的樣品盤上。托盤略微傾斜小角度，以便使水流走，這種類型的試驗箱被稱為“平板型"。?無論哪種類型的試驗箱，都帶有控制光線強度（輻照度）、溫度和相對濕度的控制系統(tǒng)，氙燈試驗箱廣泛用來測試材料和產(chǎn)品的光穩(wěn)定性和抗老化性，因為氙弧燈發(fā)出的光譜很接近完整的包括紫外線（UV）、可視光和紅外線（IR）太陽光譜。為獲得準確的，重復性好的測試結(jié)果，所有的光穩(wěn)定性或老化性能測試必須控制光線的質(zhì)量，光強的改變會影響材料損壞的速度，而光譜能量分布的改變則會影響材料降解的速度和類型。?氙弧燈的發(fā)射情況是比較復雜的，因為它牽扯幾個變量，包括過濾器傳輸、輻照度控制發(fā)光強度以及燈管老化等。輻照度控制系統(tǒng)對光強和光譜都有影響。