全(quán)世(shì)界每年因老(lǎo)化而(ér)造成的(dí)產品損(sǔn)失(shī)達數(shù)億(yì)美(měi)元，材料的(dí)老(lǎo)化包(bāo)括褪(tuì)色(sè)，失光，氧化(huà)，開裂(liè)，粉化和(hé)強度(dù)下降(jiàng)等(děng)現象(xiàng)。目(mù)前(qián)，評價材料的(dí)老(lǎo)化(huà)主要(yào)通過(guò)2種(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)：戶(hù)外曝曬(shài)和(hé)人工加速老化。其(qí)中(zhōng)人(rén)工加(jiā)速老(lǎo)化主要有(yǒu)開放(fàng)式碳弧燈，紫(zǐ)外(wài)光(guāng)和氙(xiān)弧燈(dēng)。文(wén)中主要(yào)討(tǎo)論2 種(zhǒng)常用(yòng)的氙燈(dēng)試驗(yàn)箱。

1 旋轉鼓型(xíng)和(hé)平(píng)板型氙燈試驗箱(xiāng)

1918年(nián)，世(shì)界(jiè)上出現了第(dì)1台旋轉(zhuǎn)鼓式(shì)氙(xiān)燈老化(huà)試(shì)驗箱，它使(shǐ)用(yòng)1個碳(tàn)弧燈作(zuò)為(wéi)光(guāng)源(yuán)，光源或(huò)燈管垂直(zhí)放(fàng)置在(zài)儀器(qì)的中(zhōng)央(yāng)，周圍帶有1個(gè)過濾係統(tǒng)。測試(shì)樣品麵(miàn)向(xiàng)光源(yuán)安裝(zhuāng)，並(bìng)像(xiàng)傳送帶一樣圍(wéi)繞(rào)中(zhōng)心燈旋轉(zhuǎn)。自第一次(cì)世(shì)界大(dà)戰以來(lái)，這種(zhǒng)試驗箱(xiāng)也不(bù)斷(duàn)地改進(jìn)，但其基本(běn)設計原(yuán)理一直(zhí)沒(méi)有改變。最為常見的試驗(yàn)箱的燈(dēng)管(guǎn)冷卻係統采(cǎi)用(yòng)水冷卻，這(zhè)種(zhǒng)類(lèi)型的水冷(lěng)氙弧試驗箱被(bèi)稱為“旋轉鼓(gǔ)型”。

近年來(lái)，出(chū)現了(liǎo)新(xīn)型的靜(jìng)態樣品安置(zhì)的(dí)氙(xiān)燈(dēng)試驗箱(xiāng)，在測試(shì)室(shì)的頂(dǐng)部(bù)安裝了(liǎo)一個或多個(gè)氣(qì)冷氙(xiān)燈(dēng)管。在(zài)這一(yī)係(xì)統中，過濾器(qì)是平(píng)

板型的，且被(bèi)置於燈管(guǎn)下(xià)部，同時(shí)在測試室(shì)的(dí)頂部(bù)和側部(bù)裝有反(fǎn)射(shè)係(xì)統(tǒng)以增(zēng)強(qiáng)輻(fú)照度(dù)的均匀(yún)性。測試樣品被(bèi)安(ān)裝(zhuāng)在燈管(guǎn)下(xià)方的樣品盤上(shàng)。托(tuō)盤略微(wēi)傾(qīng)斜小(xiǎo)角(jiǎo)度(dù)，以便(biàn)使(shǐ)水流走，這種類(lèi)型(xíng)的試(shì)驗(yàn)箱被(bèi)稱為 “平板(bǎn)型(xíng)”。

無論(lùn)哪(nǎ)種(zhǒng)類型的(dí)試驗箱，都帶有控製光綫強度(輻照度(dù))，溫(wēn)度和(hé)相對(duì)濕(shī)度的控製係統(tǒng)，如(rú)圖1，2 所示。

氙燈(dēng)試(shì)驗箱(xiāng)廣(guǎng)泛用(yòng)來(lái)測試材(cái)料(liào)和產品的(dí)光(guāng)穩定性和(hé)抗(kàng)老化性，因(yīn)為(wéi)氙弧燈發出的(dí)光譜很(hěn)接(jiē)近完(wán)整的(dí)包(bāo)括(kuò)紫外綫(UV)，可(kě)視光(guāng)和(hé)紅(hóng)外綫(xiàn)(IR)太(tài)陽光譜。為獲得準確的，重(zhòng)復性好的測試結(jié)果(guǒ)，所有的(dí)光穩定(dìng)性(xìng)或老化性(xìng)能測試必須控製光綫(xiàn)的(dí)質(zhì)量，光強(qiáng)的改(gǎi)變(biàn)會影響材料(liào)損壞的速度，而光譜能量分(fēn)布(bù)的改(gǎi)變(biàn)則(zé)會影響材(cái)料(liào)降解的速度(dù)和(hé)類(lèi)型(xíng)。

氙(xiān)弧燈的發(fā)射情況是(shì)比較(jiào)復雜的，因為(wéi)它(tā)牽(qiān)扯幾(jī)個(gè)變(biàn)量(liáng)，包(bāo)括過濾器傳輸，輻(fú)照(zhào)度控製點(diǎn)，發光(guāng)強(qiáng)度以及(jí)燈管老化等。輻照度(dù)控製(zhì)係(xì)統對光強(qiáng)和光(guāng)譜都(dū)有(yǒu)影(yǐng)響。下麵(miàn)將分別(bié)就氙燈試驗箱(xiāng)的幾(jī)個(gè)主要控製參(cān)數分(fēn)別討論(lùn)。

1.1光(guāng)學(xué)過(guò)濾器(qì)

未經濾光的氙弧燈(dēng)發(fā)射過(guò)多(duō)的短波紫(zǐ)外綫，以至於(yú)不(bù)能很好的(dí)模(mó)擬地(dì)球表麵自(zì)然暴露(lòu)，因此，試(shì)驗(yàn)箱(xiāng)使(shǐ)用各種(zhǒng)類(lèi)型的(dí)過濾器來減少(shǎo)不必(bì)要(yào)的(dí)短(duǎn)波(bō)射(shè)綫(xiàn)。過濾器的選(xuǎn)擇取決(jué)於(yú)被(bèi)測試(shì)的材料(liào)和使(shǐ)用環境(jìng)。大多數過濾器(qì)型號(hào)都對光譜(pǔ)的(dí)短波部分(fēn)進行(háng)有效地過濾(lǜ)。

平板型氙(xiān)燈試(shì)驗(yàn)箱給每一個(gè)氣(qì)冷(lěng)氙燈配(pèi)備了(liǎo)一塊或多(duō)塊(kuài)平(píng)麵玻璃過濾器。水冷(lěng)旋轉鼓式試驗箱使用(yòng)不(bù)同的過濾(lǜ)係統，包(bāo)括圍(wéi)繞(rào)氙燈(dēng)放置的(dí)圓柱形(xíng)內(nèi)，外過濾(lǜ)器。

目前(qián)，氙燈試(shì)驗箱中采用(yòng)3種(zhǒng)不同(tóng)的(dí)過(guò)濾(lǜ)器係統。ASTM G155標(biāo)準中，它們分別被(bèi)命名為日光(guāng)過(guò)濾器(qì)，窗玻(bō)璃(lí)過濾(lǜ)器(qì)和(hé)延(yán)伸紫外綫(xiàn)過濾器。ISO標準(zhǔn)使用不同(tóng)的命名(míng)法。對於日光(guāng)光(guāng)譜，透過窗玻璃的(dí)陽光(guāng)光譜，IS0 11341(顏料)中(zhōng)分(fēn)別(bié)稱(chēng)做“方法(fǎ)1”和 “方(fāng)法(fǎ)2”;IS0 4892-2(塑(sù)料(liào))中(zhōng)分別稱做(zuò)“方法(fǎ)A” 和“方(fāng)法B”。ISO標準中沒有(yǒu)提到(dào)延(yán)伸(shēn)紫外(wài)綫光譜(pǔ)，但(dàn)有(yǒu)幾個SAE標準則對(duì)此有要求。

這(zhè)些過濾器(qì)之(zhī)間的(dí)最(zuì)重要的(dí)區(qū)別是短(duǎn)波(bō)紫(zǐ)外綫(xiàn)傳輸(shū)和光(guāng)譜截(jié)止點(diǎn)。不同(tóng)數量(liáng)的短(duǎn)波(bō)紫外(wài)綫可顯著(zhù)地(dì)影響(xiǎng)降(jiàng)解的(dí)速度(dù)和類(lèi)型。老化試(shì)驗(yàn)箱(xiāng)的(dí)製(zhì)造商(shāng)經(jīng)常使用(yòng)他們自己(jǐ)的命名(míng)法(fǎ)來(lái)給各(gè)類(lèi)過濾(lǜ)器(qì)和(hé)過(guò)濾(lǜ)器(qì)係統命名(míng)。

日光過濾器是應用最(zuì)為廣(guǎng)泛(fàn)的氙燈(dēng)過(guò)濾器，它可(kě)產生非(fēi)常類(lèi)似夏(xià)日正午(wǔ)陽(yáng)光(guāng)的(dí)光(guāng)譜(有(yǒu)時稱(chēng)作(zuò)陽光最大值)。平(píng)板(bǎn)氙燈試(shì)驗(yàn)箱(xiāng)的製造商把這(zhè)一類型的過(guò)濾(lǜ)器(qì)簡(jiǎn)稱(chēng)作“日光過(guò)濾器”。可(kě)以產(chǎn)生(shēng)類(lèi)似的(dí)日光過濾作(zuò)用(yòng)的(dí)過濾器組(zǔ)合，稱作(zuò)“硼(péng)矽酸(suān)鹽/硼矽(guī)酸鹽”(Boro/Boro) 和(hé)“CIRA/碳酸(suān)石(shí)灰”。

太(tài)陽光，日光過(guò)濾器，Boro/Boro及(jí)CIRA/碳酸石灰(huī)的過(guò)濾(lǜ)器光(guāng)譜能(néng)量分(fēn)布(bù)，如(rú)圖3所(suǒ)示(shì)。大(dà)部分(fēn)的(dí)過(guò)濾器都能很好地匹配太陽(yáng)光的光譜。

不同(tóng)的過濾(lǜ)器(qì)在超短紫外波(bō)長區域有著(zhuó)顯(xiǎn)著(zhù)的(dí)差(chà)別。雖然平板日光過濾(lǜ)器(qì)和旋轉鼓式(shì)CIRA/SL 過(guò)濾器(qì)都(dū)能很好地與(yǔ)陽光吻(wěn)合(hé)，但旋轉鼓式 B oro/B oro過(guò)濾器在280nm處有著(zhuó)不真實(shí)的(dí)低截止(zhǐ)波長(遠比(bǐ)太陽光的295nm截止(zhǐ)點更為嚴格(gé))。也就(jiù)意味著(zhuó)樣(yàng)品所受的(dí)紫(zǐ)外(wài)光(guāng)曝露遠短(duǎn)於實際(jì)的使用環(huán)境(jìng)，他(tā)可以(yǐ)加速(sù)材(cái)料的老(lǎo)化(huà)，但(dàn)並(bìng)不(bù)真實並可以(yǐ)導致(zhì)一些材(cái)料(liào)的(dí)相關(guān)性問題(tí)。

窗(chuāng)玻璃過濾器(qì)模擬(nǐ)透過窗(chuāng)玻璃(lí)的太陽光譜，通常用於(yú)室內(nèi)產品的老(lǎo)化(huà)測(cè)試。用於(yú)平(píng)板型(xíng)氙燈(dēng)試驗箱(xiāng)簡稱“窗(chuāng)玻(bō)璃過濾器”。用於旋(xuán)轉(zhuǎn)鼓試驗箱的過濾器(qì)則(zé)稱(chēng)為(wéi)“硼矽酸鹽/蘇(sū)達石灰(huī)”(也叫做Boro/蘇(sū)達石灰(huī)，Boro/SL等(děng))。圖4顯(xiǎn)示(shì)了一(yī)個平板型(xíng)和旋(xuán)轉鼓式窗玻(bō)璃(lí)過濾器(qì)的SPD，與通(tōng)過窗玻(bō)璃(lí)過濾(lǜ)的(dí)陽光進行的比較。兩(liǎng)種類型的(dí)窗玻璃(lí)過濾器都可(kě)很好地與通(tōng)過窗玻璃的實際陽光(guāng)吻合(hé)。

平板(bǎn)型窗玻璃過(guò)濾器(qì)在關(guān)鍵短波(bō)紫外綫(xiàn)區域裏(lǐ)更為真(zhēn)實(shí)一些。這一(yī)差(chà)異對於(yú)一(yī)些材料(liào)的黃變和物理性(xìng)能(néng)變(biàn)化(huà)是(shì)非常(cháng)重要的(dí)。褪色(sè)和變(biàn)色(sè)是(shì)暴(bào)露在室內的(dí)材(cái)料(liào)的最普遍的問題。由(yóu)於褪(tuì)色和變色(sè)通(tōng)常(cháng)為長(cháng)波紫外綫和可(kě)視光降解(jiě)的(dí)結果，這一差(chà)異(yì)會嚴重地(dì)影(yǐng)響測試(shì)結果(guǒ)。

1.2輻照度(dù)控製

任何(hé)類型的(dí)氙燈燈管的(dí)輸出都會(huì)隨著(zhuó)時間而(ér)衰減。先進(jìn)的氙燈試驗箱使(shǐ)用(yòng)一(yī)個反饋回路(lù)控製係統對此進行補(bǔ)償(cháng)。有(yǒu)了(liǎo)該(gāi)係(xì)統，操作人員(yuán)可預設輻照度水平，而測試室(shì)中(zhōng)的輻(fú)照(zhào)度傳感器(qì)對光(guāng)綫進行測(cè)量。當燈(dēng)管(guǎn)老化(huà)導致(zhì)輸(shū)出衰(shuāi)減(jiǎn)時，係統會通(tōng)過增(zēng)加氙燈的功(gōng)率(shuài)來(lái)進行自(zì)動補償。

理(lǐ)論(lùn)上，光綫強度可(kě)以(yǐ)在(zài)氙燈(dēng)光譜(pǔ)的(dí)任意(yì)位置進(jìn)行(háng)監控(kòng)，但(dàn)通常使用的隻是為(wéi)數不多的幾(jī)個波段(duàn)。一(yī)般在材料(liào)最為敏(mǐn)感的(dí)光譜(pǔ)區(qū)域(yù)進(jìn)行輻(fú)照(zhào)度(dù)控製(例如，預計會(huì)出(chū)現(xiàn)降解的區(qū)域)。此(cǐ)外(wài)，輻照度控製點還因行業，應用(yòng)的不(bù)同而(ér)改(gǎi)變。

340nm控製點廣泛(fàn)應用(yòng)於加速老化測(cè)試中，對(duì)於戶(hù)外(wài)耐(nài)久性(xìng)產(chǎn)品(pǐn)的老(lǎo)化(huà)測試(shì)來說(shuō)，短(duǎn)波紫外綫(xiàn)區域最具(jù)危(wēi)險(xiǎn)性。340nm的控(kòng)製要求(qiú)帶(dài)有一個裝(zhuāng)備有過濾器的紫外綫(xiàn)傳感(gǎn)器(qì)，它(tā)隻(zhī)允許以(yǐ)340nm為(wéi)中心的狹(xiá)窄波段(duàn)通(tōng)過(guò)。通常，這對於(yú)塗料，塑料(liào)，屋(wū)麵(miàn)材料(liào)等是理(lǐ)想(xiǎng)的控(kòng)製點。最常(cháng)見(jiàn)的輻照度控(kòng)製點(diǎn)是 0.35或0.55W/m²/nm@340nm.

420nm控(kòng)製點一般(bān)與窗玻璃過(guò)濾(lǜ)器(qì)配(pèi)套(tào)用於(yú)材料的室內(nèi)光(guāng)穩定性(xìng)測(cè)試(shì)。對(duì)420nm的控製，要求紫(zǐ)外(wài)綫(xiàn)傳感(gǎn)器裝備有一個(gè)濾光器，它隻允(yǔn)許以 420nm為(wéi)中心(xīn)的(dí)紫外綫窄帶(dài)通過。該(gāi)係(xì)統測(cè)試的對(duì)象(xiàng)，通常(cháng)是那些主要(yào)由長波紫外(wài)綫(xiàn)和可視光造成(chéng)損(sǔn)壞的材料，例如針織(zhī)品(pǐn)中(zhōng)的染(rǎn)料和(hé)色素，紙(zhǐ)張和(hé)油墨。室(shì)內(nèi)模擬的最常見的輻照(zhào)度(dù)設置點是(shì) 1.10W/m²/nm@420nm。

平板型(xíng)和旋(xuán)轉(zhuǎn)鼓型(xíng)試(shì)驗箱通(tōng)常裝(zhuāng)有(yǒu)340nm或 420nm窄(zhǎi)帶(dài)輻照度(dù)控(kòng)製(zhì)係統(tǒng)。根(gēn)據(jù)不同的型號，某些歐洲(zhōu)測(cè)試(shì)箱(xiāng)可(kě)使用一(yī)個(gè)寬帶(dài)TUV(完(wán)整(zhěng)紫外綫(xiàn)， 300～400nm)，或一個(gè)極寬帶完整輻照(zhào)度(dù)傳(chuán)感器 (280—800nm)。寬帶傳(chuán)感(gǎn)器不會對(duì)紫外(wài)綫的(dí)相(xiāng)對小(xiǎo)的變化(huà)做出反(fǎn)應，這(zhè)一非(fēi)敏(mǐn)感性可能給由光譜(pǔ)短波紫外綫部(bù)分(fēn)驅(qū)動的(dí)關(guān)鍵(jiàn)降解(jiě)機製(zhì)帶來問題。

總(zǒng)而言(yán)之(zhī)，平(píng)板型和旋轉(zhuǎn)鼓(gǔ)型(xíng)試(shì)驗箱帶有高(gāo)效，等量的反(fǎn)饋回路輻(fú)照度控製係(xì)統。建議定(dìng)期更換燈(dēng)管(guǎn)會(huì)減少燈管(guǎn)老化的影響。通過(guò)使(shǐ)用將(jiāng)輻照度控製在340nm或(huò)者420nm的傳(chuán)感器，在(zài)特(tè)定區(qū)域的(dí)光譜改變量會被進一步減(jiǎn)小。

1.3潮(cháo)濕(shī)

平板型(xíng)氙(xiān)燈(dēng)試驗箱和旋轉鼓型氙燈試驗(yàn)箱都能通(tōng)過向(xiàng)測試(shì)樣品噴淋(lín)水來(lái)模(mó)擬(nǐ)戶外潮濕的(dí)效(xiào)果(guǒ)。這一方(fāng)法對於(yú)模擬(nǐ)熱衝(chōng)擊或(huò)機(jī)械腐(fǔ)蝕(shí)特別有效(xiào)。

在平板型試驗(yàn)箱(xiāng)內(nèi)，測(cè)試樣品被安(ān)裝在(zài)一個(gè)平麵樣(yàng)品托(tuō)盤(pán)上，水平傾斜5。。噴(pēn)淋水(shuǐ)能均匀地(dì)噴(pēn)灑(sǎ)到(dào)樣品的(dí)表(biǎo)麵，同時(shí)由於樣(yàng)品放(fàng)置接近水(shuǐ)平，水不會很快流(liú)走(zǒu)，使(shǐ)得(dé)樣品(pǐn)在(zài)整個(gè)潮濕循(xún)環周期中(zhōng)都保持(chí)潮(cháo)濕(shī)。

旋(xuán)轉鼓型(xíng)試(shì)驗箱有一(yī)個(gè)噴淋(lín)條(tiáo)和(hé)噴(pēn)嘴，當旋轉(zhuǎn)的樣品經(jīng)過時，向其噴水。每(měi)分(fēn)鐘內，樣品約(yuē)有(yǒu)3s處(chǔ)於(yú)潮濕(shī)狀態。某(mǒu)些(xiē)試驗(yàn)箱(xiāng)裝(zhuāng)有(yǒu)2個噴淋條，可以在樣品的正反(fǎn)麵(miàn)同(tóng)時噴(pēn)水。由於樣品垂(chuí)直放置，水(shuǐ)會(huì)很快從(cóng)表麵流(liú)走。在潮(cháo)濕間(jiān)隙，樣(yàng)品(pǐn)有可能在轉(zhuǎn)離噴(pēn)淋(lín)位置(zhì)後變(biàn)幹(gān)。

1.4相(xiāng)對濕(shī)度控製(zhì)

對(duì)於許多(duō)材料(liào)而言，相(xiāng)對濕度(RH)的控製是(shì)很關(guān)鍵的，大(dà)多數的測(cè)試(shì)標(biāo)準(zhǔn)都有(yǒu)相(xiāng)對(duì)濕(shī)度控製(zhì)的(dí)要求。旋轉(zhuǎn)鼓(gǔ)型(xíng)氙燈試驗(yàn)箱(xiāng)和(hé)平板(bǎn)型(xíng)試驗(yàn)箱都可(kě)加裝相對濕度(dù)控(kòng)製(zhì)係(xì)統。因為(wéi)大(dà)量的空(kōng)氣必須(xū)在(zài)測(cè)試室(shì)中(zhōng)流(liú)動以保持測試溫度，所(suǒ)以對(duì)相對(duì)濕度(dù)的(dí)精確控製(zhì)是比較(jiào)困(kùn)難的(dí)。要控製相(xiāng)對(duì)濕(shī)度，必須監(jiān)控(kòng)測試(shì)室空(kōng)氣(qì)的溫(wēn)度。平(píng)板型氙燈試(shì)驗箱(xiāng)精確(què)的(dí)相對濕(shī)度控製係統(tǒng)(美國Q-Panel公(gōng)司(sī)專利)超(chāo)過了ISO， ASTM，AATCC和(hé)SAE測試(shì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，並廣(guǎng)泛地運用在戶外曝曬測試中。

1.5溫度(dù)控(kòng)製

溫度控製是一(yī)個關鍵(jiàn)的(dí)卻(què)經常(cháng)被(bèi)忽視的測(cè)試參數(shù)。旋轉鼓(gǔ)式和平板(bǎn)型試驗箱(xiāng)通(tōng)常通(tōng)過控製(zhì)黑(hēi)板溫度(dù)來控製(zhì)測試(shì)環境。黑(hēi)板(bǎn)溫度(dù)計是一(yī)塊(kuài)塗有(yǒu)黑(hēi)色塗(tú)層的(dí)金屬麵板，它(tā)帶(dài)有(yǒu)附著(zhuó)在表麵(miàn)的溫度(dù)傳感元件(jiàn)，這些元件被稱作“非(fēi)絕緣黑(hēi)板”。

兩(liǎng)種(zhǒng)類(lèi)型(xíng)的試驗箱中(zhōng)都可(kě)裝有絕緣(yuán)的黑(hēi)板(bǎn)溫度計(在(zài)ISO標準中被(bèi)叫(jiào)做(zuò)“黑標溫(wēn)度”)。這些(xiē)被裝在一(yī)個絕(jué)緣(yuán)塑(sù)料座上，通常絕(jué)緣的黑板比非(fēi)絕緣(yuán)黑(hēi)板(bǎn)高(gāo)5°～10°。

許(xǔ)多旋(xuán)轉鼓型和平(píng)板(bǎn)型(xíng)的試(shì)驗(yàn)箱型號都(dū)可(kě)控製(zhì)測試(shì)室(shì)環(huán)境(jìng)溫(wēn)度和(hé)黑板溫度。

2實際操作(zuò)

一台真正有用的氙燈試(shì)驗箱應(yīng)該(gāi)能夠提(tí)供測試所(suǒ)需(xū)的所有(yǒu)曝(pù)露條件(jiàn)，且同時(shí)還(huán)要(yào)考(kǎo)慮其(qí)實際使(shǐ)用(yòng)情況(kuàng)。此外，如(rú)果(guǒ)某(mǒu)個氙燈(dēng)試(shì)驗箱(xiāng)，無論(lùn)其(qí)技(jì)術有(yǒu)多(duō)先(xiān)進，但他難(nán)於使(shǐ)用，購買(mǎi)，操作(zuò)及維護(hù)的(dí)費用太高(gāo)，它仍不(bù)能算是(shì)有用(yòng)的。

2.1 樣品(pǐn)容量(liáng)和占(zhān)地(dì)麵積(jī)

平板(bǎn)型試(shì)驗箱(xiāng)體(tǐ)積小(xiǎo)巧，但其測(cè)試(shì)室(shì)的容量很多(duō)。它的(dí)暴(bào)露區(qū)域是501m²(3232cm²)，這(zhè)比類(lèi)似“構造”的(dí)旋(xuán)轉(zhuǎn)鼓(gǔ)型(xíng)試驗(yàn)箱(xiāng)多(duō)出了近(jìn)50%的暴(bào)露區(qū)域，見表2。

2.2樣品(pǐn)安裝

平板型(xíng)氙燈(dēng)試驗箱的(dí)滑出(chū)式樣品盤，樣品的安裝要比在(zài)旋轉(zhuǎn)鼓(gǔ)型(xíng)的快得多(duō)，容易得(dé)多，也靈活得多。安裝盤(pán)可(kě)容納不(bù)同(tóng)尺(chǐ)寸(cùn)的(dí)平(píng)麵(miàn)板或(huò)三維樣品，例(lì)如部件(jiàn)，瓶子和試(shì)管等(如圖(tú)5所(suǒ)示)。平麵樣(yàng)品盤還(huán)對(duì)測試(shì)在溫(wēn)度(dù)升高時流動的(dí)材料(liào)，暴露(lòu)在石化盤中的物(wù)質(zhì)以(yǐ)及(jí)在屋頂應(yīng)用中的蓄池很有幫助。旋轉鼓型試驗(yàn)箱(xiāng)隻能對(duì)平(píng)麵板進行(háng)立式安裝。必須(xū)使(shǐ)用特製的固定(dìng)器，以便將樣(yàng)品掛(guà)在(zài)暴露(lòu)夾(jiā)上(shàng)(如圖6 所(suǒ)示)。

2.3維修保護

平(píng)板(bǎn)型(xíng)氙(xiān)燈試驗(yàn)箱(xiāng)維修保(bǎo)養方便(biàn)，燈管的安(ān)裝和(hé)更(gēng)換(huàn)均(jūn)很(hěn)方便(biàn)，且(qiě)其過(guò)濾(lǜ)器(qì)無需更換(huàn)。平時(shí)經(jīng)常性的維修保(bǎo)護均可(kě)從設備的正麵進行。在旋轉鼓(gǔ)型的試(shì)驗(yàn)箱(xiāng)中(zhōng)，水冷燈管(guǎn)和過濾器的更(gēng)換(huàn)很不方便(biàn)，必須移(yí)開測試樣(yàng)品(pǐn)以進行(háng)常(cháng)規的(dí)燈管(guǎn)和(hé)過(guò)濾器(qì)更(gēng)換。

2.4氣冷燈(dēng)與水冷燈

除了(liǎo)光綫(xiàn)，氙弧燈還會在(zài)可視光和(hé)IR射綫產生很(hěn)多的熱(rè)量，這(zhè)給操(cāo)作(zuò)和(hé)維護帶來了一(yī)定的問題(tí)。平(píng)板型氙(xiān)燈(dēng)試驗(yàn)箱(xiāng)避(bì)免了(liǎo)因通(tōng)過燈管夾排出大量(liáng)的空氣而產生(shēng)過(guò)多(duō)的熱(rè)量(liáng)，這一簡(jiǎn)單，經濟(jì)的裝置被(bèi)稱為氣(qì)冷。

旋轉(zhuǎn)鼓式使(shǐ)用(yòng)水冷燈係統。由於(yú)水(shuǐ)是很好(hǎo)的熱量傳導載(zǎi)體，因(yīn)此旋(xuán)轉(zhuǎn)鼓(gǔ)式燈可(kě)以在(zài)一(yī)個非常(cháng)高(gāo)的(dí)瓦(wǎ)數(shù)進(jìn)行操作以產生(shēng)高輻(fú)照度。水(shuǐ)冷(lěng)係(xì)統(tǒng)也(yě)有以(yǐ)下(xià)一(yī)些(xiē)缺點。

1)燈管/過(guò)濾器裝(zhuāng)置比較(jiào)復雜(zá)，帶有(yǒu)內部，外(wài)部(bù)過(guò)濾器等。

2)冷(lěng)卻(què)水與(yǔ)高壓電(diàn)流近(jìn)似(sì)，所以，為(wéi)安(ān)全(quán)起見，連接(jiē)器和密(mì)封(fēng)必須(xū)非(fēi)常(cháng)精(jīng)確(què)並高(gāo)度(dù)耐用(yòng)。

3) 由於使用(yòng)的(dí)特殊連接件，因而(ér)燈管非(fēi)常(cháng)昂(áng)貴。

4)冷卻(què)水必(bì)須(xū)非常(cháng)純淨以便(biàn)減輕任(rèn)何(hé)在燈(dēng)管(guǎn)和過濾器上(shàng)積聚(jù)的雜質。

5) 冷(lěng)卻水本身必(bì)須由一(yī)個冷卻(què)器(qì)進行冷卻。

6)水泵有維(wéi)護的需要(yào)。

2.5 輻照度校(xiào)準

平(píng)板型(xíng)的輻(fú)照度校(xiào)準(zhǔn)係統使(shǐ)用獨(dú)立(lì)的輻(fú)射(shè)計(jì)，校正僅需(xū)要幾(jī)分(fēn)鐘(zhōng)時間。要(yào)校準平(píng)板(bǎn)型(xíng)傳(chuán)感器，輻射計的傳感(gǎn)元(yuán)件被置於安(ān)裝盤(pán)中通(tōng)常放測試(shì)樣(yàng)品(pǐn)的(dí)位(wèi)置。其數據(jù)傳送電纜(lǎn)被捕(bǔ)入儀(yí)表盤前麵(miàn)的校準端(duān)口。當輻(fú)射計測量(liáng)燈管(guǎn)輸出(chū)並(bìng)發送(sòng)信號到(dào)麵(miàn)板(bǎn)上(shàng)的控製係統(tǒng)時，隻(zhī)需(xū)一次(cì)按(àn)鍵(jiàn)就(jiù)可完成校準，它自動相應地調節校(xiào)準(zhǔn)。在轉錄(lù)或調換(huàn)數字(zì)過程中(zhōng)不會出(chū)現人為(wéi)錯(cuò)誤(wù)。所有的(dí)校正過(guò)程，都(dū)無需移(yí)動(dòng)燈管或過(guò)濾(lǜ)器。

在(zài)旋(xuán)轉(zhuǎn)鼓(gǔ)型(xíng)氙燈(dēng)試驗(yàn)箱中，輻照(zhào)度(dù)校(xiào)正是(shì)一(yī)個(gè)多(duō)階段步驟，它必須使(shǐ)用(yòng)一個特製(zhì)的校準(zhǔn)燈(dēng)。

1)多數(shù)測試樣品必須(xū)被移開。

2)操作燈和(hé)過濾器必(bì)須被(bèi)移開(kāi)。

3)必(bì)須安裝(zhuāng)一個經(jīng)校準(zhǔn)的(dí)燈管。

4)經(jīng)校準燈管的輻照(zhào)度(dù)必(bì)須(xū)與預(yù)定值(經校準(zhǔn)的(dí)值)進行比(bǐ)較(jiào)。

5)操(cāo)作員必須(xū)調節儀器(qì)以使測量值與(yǔ)校(xiào)準值一(yī)致。

6)經校(xiào)準(zhǔn)的燈管必須(xū)被(bèi)移開(kāi)。

7)操作(zuò)燈和(hé)過濾器(qì)必須(xū)重新(xīn)安裝(zhuāng)。

8) 在暴(bào)露(lòu)重(zhòng)新開(kāi)始時，必(bì)須(xū)重新安裝(zhuāng)測(cè)試(shì)樣品(pǐn)。

3測試(shì)標(biāo)準(zhǔn)

在過去(qù)10年中(zhōng)，幾乎(hū)所有(yǒu)的主要測試標準(zhǔn)都(dū)已由對(duì)基於硬件要求(如水(shuǐ)冷燈管(guǎn)vs風(fēng)冷燈(dēng)管)描述(shù)轉變(biàn)為對基於性能的測(cè)試(shì)樣品暴(bào)露環境(jìng)(亦即測(cè)試條(tiáo)件)的(dí)描述。1日(rì)式標準的製定是(shì)因為當時缺(quē)乏(fá)有(yǒu)效(xiào)的(dí)技(jì)術去(qù)精確(què)測(cè)量和控製(zhì)嚴格(gé)的測試(shì)條件(jiàn)。由(yóu)於(yú)不能(néng)控製，所以(yǐ)我們的標準(zhǔn)隻能簡單的描述裝置。希望曝曬(shài)試(shì)驗的(dí)樣品(pǐn)因為使用相同的硬件，能達到相(xiāng)同(tóng)的應力(lì)和結(jié)果(guǒ)，但常常事(shì)與(yǔ)願違。

目(mù)前(qián)，隨著技術的(dí)進步，大多(duō)數標(biāo)準化組(zǔ)織，包括(kuò)ISO和ASTM，都傾向於(yú)發展(zhǎn)以(yǐ)性(xìng)能為基(jī)礎的測試手(shǒu)段(duàn)和(hé)方式(shì)。這(zhè)些(xiē)方(fāng)式定出了測(cè)試(shì)條(tiáo)件(如輻(fú)照，光(guāng)譜(pǔ)，溫度(dù)，濕(shī)度等)以及可接受的(dí)性能範圍(wéi)事(shì)實(shí)上，ISO的指導(dǎo)綱領(lǐng)這樣(yàng)要求(qiú)，“隻(zhī)要(yào)可能，就(jiù)應以性能的(dí)方(fāng)式(shì)，而不是設計或(huò)描述(shù)特(tè)征來表(biǎo)達要(yào)求”。與(yǔ)此(cǐ)類(lèi)似，美國(guó)國家(jiā)標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(ANSI)對標(biāo)準作出(chū)了這樣的(dí)規定(dìng)“基於(yú)性(xìng)能(néng)，而不是詳(xiáng)細(xì)設計(jì)來(lái)指定(dìng)核(hé)心特征。”

這(zhè)些(xiē)新(xīn)的(dí)，以(yǐ)性能(néng)為基礎的(dí)測試(shì)手(shǒu)段(duàn)則為(wéi)使用者(zhě)帶(dài)來最大(dà)的利益。它隻是規(guī)定了(liǎo)詳細的測試條件，允許(xǔ)使用新技術和控(kòng)製方(fāng)法(fǎ)，還(huán)允(yǔn)許(xǔ)有(yǒu)競爭(zhēng)(可以(yǐ)為使用者節約(yuē)成(chéng)本(běn))。ISO指(zhǐ)導(dǎo)綱(gāng)領意(yì)識到這(zhè)些(xiē)優越(yuè)性，並(bìng)申明，“這(zhè)一方(fāng)法(fǎ)給(gěi)技術發(fā)展帶(dài)來(lái)了最大的(dí)自(zì)由空間”。

列出部(bù)分(fēn)代(dài)表性的以性能(néng)為基礎的國際標準： IS04892，塑(sù)料一(yī)實驗室(shì)光源(yuán)暴露方(fāng)法;IS011341，色(sè)漆和清(qīng)漆(qī)的(dí)人工(gōng)加速老化(huà);IS011431，建築密(mì)封劑，膠(jiāo)粘劑的(dí)人工加速(sù)老化;IS018909，成像材(cái)料(liào)，膠卷和(hé)印(yìn)刷品，圖像(xiàng)穩(wěn)定性;IS012040，顏料和打印油(yóu)墨的光穩定(dìng)性(xìng);AATCCTM16，顏(yán)色(sè)的(dí)光(guāng)穩定性; AATCC TM169，針(zhēn)織品(pǐn)的抗老(lǎo)化(huà)性;ASTM C1442，密封劑(jì)耐老化(huà)性(xìng)標準;ASTM D2565，塑料氙弧曝曬試(shì)驗;ASTM D3424，評估打印材料(liào)光穩定(dìng)性(xìng)的(dí)測試(shì)方法;ASTM D4303，評估藝術家(jiā)顏料光穩(wěn)定性的測(cè)試(shì)方(fāng)法(fǎ);ASTM D4459，室內(nèi)用(yòng)塑(sù)料的(dí)氙(xiān)燈(dēng)老(lǎo)化標(biāo)準(zhǔn); ASTM D4798，瀝青(qīng)材(cái)料的人工加速老(lǎo)化(氙(xiān)燈(dēng)曝露(lòu))標準;ASTM D5071，可(kě)光學(xué)降(jiàng)解(jiě)塑料的氙燈老化(huà)標(biāo)準(zhǔn);ASTM CJ151，非(fēi)金(jīn)屬(shǔ)材料(liào)的人工加(jiā)速老化(huà)測(cè)試(shì); ASTM G155，非金(jīn)屬材料的(dí)氙燈人工加速老(lǎo)化測試(shì)。

4概(gài)述(shù)和(hé)結(jié)論

結合圖(tú)表，文中討論了氙燈測(cè)試的(dí)關(guān)鍵參數，包括光譜，光(guāng)綫強(qiáng)度(輻照(zhào)度)，測(cè)試室溫(wēn)度，黑(hēi)板溫度以及(jí)相對濕度(dù)等，都(dū)可以(yǐ)通過(guò)不同的硬(yìng)件配置進(jìn)行控製。

新的(dí)，以性能為(wéi)基礎的(dí)測試標準(zhǔn)對(duì)業(yè)界具有明顯的優(yōu)越(yuè)性，它(tā)們詳(xiáng)細(xì)描述了(liǎo)暴露環境，為(wéi)實(shí)驗(yàn)室(shì)老(lǎo)化(huà)在技(jì)術和(hé)控製方(fāng)麵(miàn)的進步拓展(zhǎn)了(liǎo)空(kōng)間，允許用戶靈活(huó)地選擇氙燈試驗(yàn)箱。