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氙燈老化和紫外老化的區(qū)別
發(fā)表日期:2025-08-23 瀏覽:0

為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性,材料生產(chǎn)商常常會(huì)通過(guò)光老化試驗(yàn)來(lái)評(píng)估產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用中的性能變化,光老化方法包括氙燈老化試驗(yàn)、UV熒光紫外老化試驗(yàn)、自然光暴露測(cè)試。在實(shí)驗(yàn)室中,常借助氙燈老化試驗(yàn)箱和UV老化試驗(yàn)箱來(lái)模擬太陽(yáng)光輻射和其他真實(shí)環(huán)境應(yīng)力,以此來(lái)評(píng)估材料的耐候性。兩種老化試驗(yàn)方法在眾多方面有明顯的差異,例如:

光譜特性

氙燈老化試驗(yàn)的氙燈發(fā)光過(guò)程產(chǎn)生的是連續(xù)光譜,波長(zhǎng)范圍通常覆蓋200-2500nm。其中,紫外波段(200-400nm)約占輸出總能量的15%,可見光(400-700nm)約45%,紅外部分(700-2500nm)約40%。氙燈光譜能量分布與日光接近,尤其在可見光波段(400-700nm)與太陽(yáng)光吻合度超?90%?,是理想的太陽(yáng)光模擬光源。

UV老化試驗(yàn)的熒光紫外燈光譜分布集中在280-400nm范圍,主要覆蓋紫外線區(qū)域(UVA和UVB)。其中,UVA類型(315-400nm)的光譜峰值約340nm(如UVA-340燈管),能模擬太陽(yáng)光中對(duì)材料破壞作用較強(qiáng)的短波紫外線,常用于加速變色和粉化測(cè)試;?UVB類型(280-315nm)的光譜峰值接近295nm,能量更強(qiáng),老化加速效果顯著,但因自然界含量較低,過(guò)度使用可能導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果與實(shí)際偏差。

老化效果

氙弧燈憑借全光譜特性,能更真實(shí)地模擬材料在自然環(huán)境中的老化過(guò)程。氙燈老化的總輻照能量更大,但紫外波段強(qiáng)度被限制在更接近自然環(huán)境的水平,用于模擬陽(yáng)光全光譜下的綜合老化(如戶外制品的褪色、性能衰減)。

熒光紫外燈的紫外波段強(qiáng)度更高,適合模擬材料因紫外輻射導(dǎo)致的老化(如塑料黃變、涂層開裂),高能量短波紫外線能快速引發(fā)材料的光化學(xué)反應(yīng),加速材料老化進(jìn)程。

能耗與維護(hù)成本

核心耗材成本:氙燈燈管價(jià)格是紫外燈管的3-5倍,且壽命短,這是兩者成本差距的主要來(lái)源。

系統(tǒng)復(fù)雜度:氙燈需匹配濾光系統(tǒng)、高精度溫控和強(qiáng)冷卻系統(tǒng),還要定期清理水路、更換過(guò)濾器;紫外老化設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,以風(fēng)冷為主,維護(hù)更省心。

長(zhǎng)期使用成本:若設(shè)備每天運(yùn)行8小時(shí),氙燈每年需更換2-3次燈管,而紫外燈僅需1次,長(zhǎng)期下來(lái)氙燈的耗材支出顯著更高。



氙燈老化試驗(yàn)

UV老化試驗(yàn)

光源

氙燈

熒光紫外光燈

光譜范圍

太陽(yáng)光的全光譜

紫外線波段

波長(zhǎng)范圍

200-2500nm

280-400nm

測(cè)試周期

數(shù)百至數(shù)千小時(shí)

數(shù)十至數(shù)百小時(shí)

燈管使用壽命

500-1500小時(shí)

1600-5000小時(shí)

維護(hù)成本

較低


在老化試驗(yàn)設(shè)備選型過(guò)程,要求更真實(shí)地模擬戶外環(huán)境,覆蓋材料失效的多種模式(如褪色、變形、機(jī)械性能下降),可以選擇氙燈老化設(shè)備;要求成本較低且操作簡(jiǎn)便,只關(guān)注紫外輻射的局部影響,可以選擇UV老化設(shè)備。