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光老化测试之氙灯老化试验
发布时间：2022年11月23日 浏览数：15 文章出自：北测实验室
现如今塑料、橡胶等高分子材料在我们实际应用中已经相当广泛，基本涉及到了各行各业。但产品使用过程中我们往往会遇到这种材料出现变色、粉化、脱落、裂纹等现象。比如我们家里用的塑料桶在外面晒了一段时间后就会出现变色，如果时间长了还会变脆等情况。而影响材料老化现象的参数包括：太阳光照、温度、湿度等。今天我们就来了解一下光照老化试验之氙弧灯老化试验。
首先，氙灯老化试验的目的是利用人工试验方法验证样品在自然环境下（如太阳光照、下雨、凝露、夜晚等）的老化情况。本实验适用于高分子材料，如塑料、橡胶、有机玻璃、各种涂层等相关材料与产品的光加速老化寿命评估。
为何用氙弧灯来模拟太阳光？
我们已知的太阳光波长为390nm - 780nm，氙灯的波长为300nm-800nm，是最接近太阳光波长的，所以用氙灯来模拟。目前各大车厂也基本用的是氙灯。以下是常见的光照测试，以及对应的波长。可以作为参考。
| 序号 | 项目名称 | 波长范围 | 适用范围 | 备注 |
| 1 | 氙灯老化试验 | 300~800nm可见光 | 汽车材料、各种高分子材料 | 应用最为广泛 |
| 2 | UV老化试验 | 280~400nm紫外光 | 各种涂层、纺织品、塑料、橡胶 | 主要应用于常规消费品 |
| 3 | 碳弧灯老化试验 | 300~700nm | 主要用于日本等地区的部分行业 | 逐步被氙灯取代 |
| 4 |
金属卤素灯试验 太阳辐射试验 |
300~3000nm | 主要用于电子产品外壳光老化测试 | 通常太阳辐射试验指的是金属卤素灯老化试验 |
氙灯的测试条件及参数如下：
1.箱体温度/湿度：氙灯试验箱里面的环境温度/湿度；
2.辐照功率/强度：光照在某一波段的辐照功率。氙灯的辐照功率主要有以下几种表达方式：@340nm；@420nm；@300-400nm；@300-800nm。
一般认为，夏天正午的太阳辐照强度为：0.55W /m2@340nm、1.12W /m2@420nm、60W /m2@300-400nm、550W/m2 @300-800nm。
3.黑板温度（Black Panel Temperature, BPT ): 黑板温度计的表面温度，用于模拟试样表面温度;
4.黑标温度（Black Standard Temperature, BST ）：黑标温度计的表面温度，用于模拟试样表面温度; BPT和BST二取一即可。一般认为BST比BPT大10%左右。
5.循环模式：光照：模拟白天；黑暗：模拟夜晚；光照+喷淋：模拟白天下雨。
需确认是否需要喷水？是否有黑暗时间等？
我们用一个实际测试项目举例：
| 黑暗 | 光照 | |
| 持续时间 | 1h | 3.8h |
| 黑板温度 | 38℃ | 89℃ |
| 箱体湿度 | 95% | 50% |
| 辐照功率 | / | 0.55w/@340nm |
对于以上测试结果判定：
1.比较简单的就是我们用肉眼观察，外观是否有变色、粉化、脱落、裂纹等现象；
2.色差；用色差仪器对比测试前后的色差；
3.灰卡评级（评定变色用灰色样卡）。
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