氙燈老化試驗(yàn)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(dá)數(shù)億美元，材料的老化包括褪色、失光、氧化、開裂、粉化和強(qiáng)度下降等現(xiàn)象。目前，評(píng)價(jià)材料的老化主要通過(guò)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(tái)水冷式氙燈老化試驗(yàn)箱，它使用1個(gè)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(gè)過(guò)濾系統(tǒng)和1個(gè)旋轉(zhuǎn)樣品架。測(cè)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(lái)，這種試驗(yàn)箱也不斷地改進(jìn)，但其基本設(shè)計(jì)原理一直沒(méi)有改變。zui為常見的試驗(yàn)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(yàn)箱被稱為“旋轉(zhuǎn)鼓型"。

近年來(lái)，出現(xiàn)了新型的靜態(tài)樣品安置的氙燈試驗(yàn)箱，在測(cè)試室的頂部安裝了一個(gè)或多個(gè)氣冷氙燈管。在這一系統(tǒng)中，過(guò)濾器是平板型的，且被置于燈管下部，?同時(shí)在測(cè)試室的頂部和側(cè)部裝有反射系統(tǒng)以增強(qiáng)輻照度的均勻性。測(cè)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(yàn)箱被稱為“平板型"。?無(wú)論哪種類型的試驗(yàn)箱，都帶有控制光線強(qiáng)度（輻照度）、溫度和相對(duì)濕度的控制系統(tǒng)，氙燈試驗(yàn)箱廣泛用來(lái)測(cè)試材料和產(chǎn)品的光穩(wěn)定性和抗老化性，因?yàn)殡舭l(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(yáng)光譜。為獲得準(zhǔn)確的，重復(fù)性好的測(cè)試結(jié)果，所有的光穩(wěn)定性或老化性能測(cè)試必須控制光線的質(zhì)量，光強(qiáng)的改變會(huì)影響材料損壞的速度，而光譜能量分布的改變則會(huì)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(fù)雜的，因?yàn)樗鼱砍稁讉€(gè)變量，包括過(guò)濾器傳輸、輻照度控制發(fā)光強(qiáng)度以及燈管老化等。輻照度控制系統(tǒng)對(duì)光強(qiáng)和光譜都有影響。