光老化試驗(yàn)常用的幾種光源及效果

光老化試驗(yàn)是評(píng)定戶外無(wú)遮蔽使用和儲(chǔ)存的設(shè)備經(jīng)受太陽(yáng)輻射熱和光學(xué)效應(yīng)的能力。光老化試驗(yàn)常見(jiàn)的幾種光源有：封閉式碳弧燈、日光碳弧燈、熒光紫外燈、氙弧燈。

一、封閉式碳弧燈

這種燈已使用大約70年之久了，在1918年首先使用在紡織品曝曬牢度試驗(yàn)，成為AATCC的光源，現(xiàn)在許多舊的規(guī)范仍要求用它。

封閉式碳弧燈由一隊(duì)碳棒組成，這碳棒密封在一金屬氣體檢塊板和硼硅玻璃球形成的氣密封套中，當(dāng)電流在碳棒之間流過(guò)，產(chǎn)生弧光。由于碳電極的成份，決定它燃燒時(shí)產(chǎn)生的光的品質(zhì)，對(duì)碳棒的任何改變將改變它們的光譜能量分布（SPD），從而改變測(cè)試條件。

封閉式碳弧燈的SPD顯示，它的主要能量集中在3個(gè)相當(dāng)窄的波帶中。在低于345nm處還有相對(duì)小的能量可采用，在這一段聚合物有Z大吸收靈敏度。但封閉碳弧燈的光譜功率分布與自然日光相差較大。碳弧燈既沒(méi)有自然日光中的短波紫外輻射，在400~800nm間也沒(méi)有日光的高強(qiáng)度能量。由于這種燈在光譜上與日光存在較大差異，要比較自然氣候老化和使用碳弧燈的實(shí)驗(yàn)室老化相關(guān)性就困難了。

二、日光碳弧燈

日光碳弧燈與封閉碳弧燈一樣是老化試驗(yàn)使用的光源，Z早始于1933年?；」庠谌?duì)碳棒中的一對(duì)產(chǎn)生，用八塊玻璃濾光片環(huán)繞弧燈，它主要用在涂料工業(yè)中，許多規(guī)范中規(guī)定使用此種光源。

由于封閉碳弧燈的缺陷，日光碳弧燈碳棒的成份改變，使它的SPD較類(lèi)似于日光方面有明顯的改進(jìn)。但是與日光的SPD比較在350nm和50nm之間的很大差別仍可引起相關(guān)性差。

三、熒光紫外燈

在理論上講短波能量是主要的。如果它的很少能量就能導(dǎo)致材料的老化。為什么不顯著增加這能量，達(dá)到快速試驗(yàn)的效果呢？比較FS-40熒光燈的SPD和Florida太陽(yáng)光的SPD，可以看出達(dá)到了增加紫外線能量的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，不僅是UV能量水平增加，而且光譜范圍也增加到自然光中沒(méi)有的UV能量。這能量分布的急劇改變可以使許多產(chǎn)品加速損壞。

由于熒光裝置中存在在地球表面測(cè)量時(shí)自然日光中沒(méi)有的輻射能量，熒光裝置可以引起非自然的破壞。另外熒光光源除了很窄的水銀光譜線外，沒(méi)有高于375nm的能量，這樣對(duì)較長(zhǎng)波長(zhǎng)的UV能量敏感的材料就可能不會(huì)使曝曬在自然日光下那樣變化。

由于這些固有缺陷，不僅在光譜分布上，而且還有無(wú)法控制的其他因素，從而得出不規(guī)則的結(jié)果。它的主要用途是作為一個(gè)紫外篩選裝置，限于質(zhì)量控制應(yīng)用。

四、氙弧燈

氙弧燈在50年代引入使用時(shí)為空氣冷卻系統(tǒng)，隨后在60年代使用水冷。這種光源對(duì)本世紀(jì)初形成加速老化的原始概念時(shí)期使用密封碳弧燈加速老化試驗(yàn)裝置以很大沖擊。

氙弧燈主要模擬太陽(yáng)光，波長(zhǎng)一般在400nm-800nm之間，與紫外光老化試驗(yàn)不同，氙燈模擬長(zhǎng)波紫外波段和可見(jiàn)光波段效果比較好。長(zhǎng)波紫外波和可見(jiàn)光可以使顏料和染料發(fā)生褪色和顏色變化，因此測(cè)試重點(diǎn)在顏色變化時(shí)，通常采用氙燈。

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