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Q-SUN和QUV老化試驗(yàn)機(jī)能產(chǎn)生多少能量？

2025年01月21日 08:50上海羅中科技發(fā)展有限公司點(diǎn)擊量：13

Q-SUN和QUV老化試驗(yàn)機(jī)能產(chǎn)生多少能量？

已被閱讀26次2022-09-13

這個(gè)問(wèn)題聽(tīng)起來(lái)非常簡(jiǎn)單，但是基于錯(cuò)誤的假設(shè)之上。通常，提出此問(wèn)題的人想得出材料實(shí)際接收到的輻照量（以蘭利、焦耳 或kW hr / m2 表示），然后與戶外太陽(yáng)光的能量密度（通常以輻照度W / m2表示能量密度）相除，得出在實(shí)驗(yàn)室加速設(shè)備中的曝曬小時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換成戶外曝曬年數(shù)的神奇因子。遺憾的是，這樣得出的結(jié)果充其量只在數(shù)學(xué)計(jì)算上有意義，但是它與最基本的加速老化原則背道而馳。（更不用說(shuō)，蘭利在定義上僅僅是指太陽(yáng)光，而非其他光源。），更甚者給人以誤導(dǎo)。

Q-SUN 氙燈老化試驗(yàn)箱

這類計(jì)算無(wú)效的其中一個(gè)原因是忽略了波長(zhǎng)的影響。光降解量的決定因素不是輻照總量的多少（以焦耳表示），而是各種波長(zhǎng)的能量分布。例如，紫外線（短波）的能量其破壞性比可見(jiàn)光或紅外線（這兩者波長(zhǎng)較長(zhǎng)）的能量破壞性更強(qiáng)，具體取決于測(cè)試材料。

Q-SUN氙燈試驗(yàn)箱光譜圖

此外，太陽(yáng)光中紫外線的含量（變化很大）也會(huì)極大地影響樣品的老化。實(shí)際上，蘭利和焦耳無(wú)法表現(xiàn)出每個(gè)季節(jié)、每天、每小時(shí)太陽(yáng)紫外線的巨大變化。出于這一點(diǎn)，一些研究表明，在輻射能相同（以蘭利表示）的持續(xù)戶外曝曬測(cè)試中，重復(fù)抽取相同樣品的損壞嚴(yán)重程度變化可以達(dá)到7:1。這也表明，蘭利根本無(wú)法作為戶外曝曬衡量標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)論非常明確：蘭利具備有效的用途，但肯定不是在實(shí)驗(yàn)室老化領(lǐng)域。

即使是測(cè)量紫外線輻照總量 (焦耳@TUV)，例如“紫外線蘭利”或“紫外線焦耳”也可能會(huì)造成誤導(dǎo)，原因相同：在紫外線中，通常波長(zhǎng)越短，越會(huì)加快測(cè)試材料的降解速度。

UVB-313 QUV紫外老化試驗(yàn)箱燈管光譜圖UVA-340 QUV紫外老化試驗(yàn)箱燈管光譜圖

下面列舉一則使用蘭利、焦耳或者紫外線輻射總量來(lái) 計(jì)算“實(shí)驗(yàn)室加速老化小時(shí)數(shù)等于戶外多少年”的錯(cuò)誤結(jié)論的示例。QUV紫外老化試驗(yàn)機(jī)可利用兩類燈管：波長(zhǎng)在 340 nm 出現(xiàn)峰值的UVA -340燈管和波長(zhǎng)在313 nm 時(shí)出現(xiàn)峰值的 UVB-313 燈管。UVA 燈管比 UVB 燈管產(chǎn)生的焦耳數(shù)多（即紫外線輻照總量多），就此推斷 UVA 燈管導(dǎo)致材料降解更快是否合理呢？結(jié)論并不是這樣的。在使用 UVB 燈管的條件下，很多材料降解速度更快，因?yàn)閁VB燈管有更多的短波紫外線。在 Q-SUN氙燈老化試驗(yàn)箱中，您會(huì)發(fā)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果很大程度上取決于所用的濾光器的類型。

我們不能將 Q-SUN氙燈老化試驗(yàn)箱或 QUV紫外老化試驗(yàn)機(jī)的光強(qiáng)與太陽(yáng)光相比的另一個(gè)原因是，這樣的程序忽略了潮濕對(duì)于材料的影響。我們發(fā)現(xiàn)對(duì)很多材料而言，雨水和露水的影響比太陽(yáng)光的影響更重要。通常，潮濕對(duì)于材料的粉化等現(xiàn)象的模擬也是非常重要的。如果不考慮潮濕，計(jì)算所得的轉(zhuǎn)換因子是毫無(wú)意義的。

最后，基于輻照總量的轉(zhuǎn)換計(jì)算是無(wú)效的，因?yàn)樗€忽略了溫度對(duì)于材料的影響。我們可以在加速老化試驗(yàn)箱上設(shè)定很大的溫度范圍，戶外曝曬的溫度范圍也很寬泛。溫度對(duì)光降解速度的影響深遠(yuǎn)。我們觀察到，在某些情況下，如果測(cè)試溫度每提高 10℃，材料的降解速度會(huì)翻倍。

更多詳細(xì)信息，可參閱Q-Lab Corporation 技術(shù)手冊(cè) LU-8030 “利用焦耳數(shù)等效來(lái)確定實(shí)驗(yàn)室加速時(shí)間和戶外暴曬時(shí)間所引起的錯(cuò)誤” 一節(jié)或咨詢。

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