人工氣候加速老化試驗箱，通常稱為氙燈老化試驗箱或紫外線老化試驗箱，是一種利用模擬并強化的自然環(huán)境因素（如太陽光、溫度、濕度、雨水、凝露等），在實驗室內(nèi)對材料進行加速老化測試的設(shè)備。其核心目的是在短時間內(nèi)評估材料（如塑料、涂料、橡膠、紡織品等）在長期戶外使用后可能出現(xiàn)的性能退化情況，從而預(yù)測其耐候性和使用壽命。

2. 核心原理：模擬與加速

• 模擬：通過人造光源（氙燈或紫外熒光燈）模擬太陽光的光譜，特別是對材料破壞力強的紫外（UV）部分。通過加熱、加濕、噴水系統(tǒng)模擬溫度、濕度、降雨等氣候因素。

  
  

• 加速：通過增強關(guān)鍵老化因素（如更強的光照強度、更高的溫度、循環(huán)的干濕變化）來加速材料的老化過程。例如，在設(shè)備中測試1000小時，可能相當(dāng)于在自然戶外暴曬1年甚至更長時間。

  
  

3. 主要類型與光源

• 氙燈試驗箱：

  
  

• 光源：氙弧燈。其光譜與太陽光光譜接近，特別是紫外、可見光和紅外部分。

  
  

• 特點：模擬性全面，適用于評估光、熱、濕度綜合作用下的老化。是應(yīng)用廣泛的類型。常用于汽車、建材、紡織品、涂料等行業(yè)。

  
  

• 關(guān)鍵控制：可通過濾光器（如日光濾光器、窗玻璃濾光器）調(diào)整光譜，以模擬不同使用環(huán)境（如直接日光、透過玻璃的日光）。

  
  

• 紫外（UV）老化試驗箱（如QUV）：

  
  

• 光源：紫外熒光燈（主要為UVA-340, UVB-313）。

  
  

• 特點：專注于紫外光和冷凝/潮濕引起的破壞，尤其對塑料、涂層等材料的紫外老化測試非常有效。測試周期通常比氙燈箱更短，成本較低。

  
  

• 關(guān)鍵控制：以紫外光照和冷凝循環(huán)為主要測試條件。

  
  

4. 核心系統(tǒng)與功能

1. 光照系統(tǒng)：核心光源及其電源、冷卻系統(tǒng)。光照強度可精確控制。

   
   

2. 溫度控制系統(tǒng)：加熱器、制冷機組，控制箱內(nèi)黑板溫度（樣品表面溫度）和箱體空氣溫度。

   
   

3. 濕度控制系統(tǒng)：加濕器和除濕系統(tǒng)，控制相對濕度。

   
   

4. 噴水/降雨系統(tǒng)：模擬雨水沖刷效果，可設(shè)置噴淋周期。

   
   

5. 樣品架：可旋轉(zhuǎn)（氙燈箱常見）或靜止，確保樣品受光均勻。

   
   

6. 智能控制系統(tǒng)：現(xiàn)代設(shè)備配有觸摸屏和軟件，可編程復(fù)雜的測試循環(huán)（如光照-黑暗-噴淋-冷凝循環(huán)），并記錄所有數(shù)據(jù)。

   
   

5. 主要測試標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)備運行需遵循國際、國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保測試結(jié)果的可比性和威性。

• 國際標(biāo)準(zhǔn)：ISO 4892（塑料實驗室光源暴露方法）、ASTM G155（氙燈曝曬）、ASTM G154（紫外熒光曝曬）、AATCC TM16（紡織品色牢度）、SAE J2527（汽車外飾件）等。

  
  

• 中國國標(biāo)：GB/T 16422（等效ISO 4892）、GB/T 1865（涂料老化）等。

  
  

6. 主要應(yīng)用行業(yè)

• 汽車工業(yè)：測試外飾件（保險杠、車漆）、內(nèi)飾件（儀表盤、座椅面料）的褪色、粉化、開裂。

  
  

• 建筑材料：測試門窗型材、涂料、防水卷材、屋頂材料的耐久性。

  
  

• 塑料橡膠：測試聚合物材料的機械性能下降、變色、脆化。

  
  

• 紡織品與戶外用品：測試面料、帳篷、戶外家具的色牢度和強度。

  
  

• 涂料與油墨：評估涂層的光澤保持率、顏色變化和附著力。

  
  

• 光伏行業(yè)：測試太陽能電池板背板、封裝材料的耐候性。

  
  

7. 選購要點

1. 測試標(biāo)準(zhǔn)：首先明確需遵循的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這直接決定了設(shè)備類型（氙燈/UV）和配置（濾光器類型等）。

   
   

2. 樣品尺寸與容量：根據(jù)待測樣品的尺寸和數(shù)量，選擇合適的試驗箱內(nèi)部容積和樣品架設(shè)計。

   
   

3. 光譜匹配性：氙燈箱需確認(rèn)所需的濾光系統(tǒng)。UV箱需選擇燈管類型（UVA或UVB）。

   
   

4. 控制精度與均勻性：關(guān)鍵參數(shù)（溫度、濕度、輻照度）的控制精度和箱內(nèi)均勻性是數(shù)據(jù)可靠性的基礎(chǔ)。

   
   

5. 品牌與服務(wù)：選擇有技術(shù)實力的品牌，并考慮售后服務(wù)的便捷性、校準(zhǔn)和耗材（燈管、濾光器）更換的長期成本。

   
   

8. 優(yōu)點與局限性

• 優(yōu)點：

  
  

• 速度快：大幅縮短測試時間，加快產(chǎn)品研發(fā)和上市周期。

  
  

• 可重復(fù)：測試條件高度可控，結(jié)果可比性強，不受自然氣候波動影響。

  
  

• 全天候：可24小時不間斷運行，效率高。

  
  

• 局限性：

  
  

• 模擬：任何加速測試都無法100%精確復(fù)現(xiàn)復(fù)雜的真實自然老化過程，通常作為對比性評估和質(zhì)量控制的工具。

  
  

• 相關(guān)性：需要通過與戶外自然暴曬數(shù)據(jù)的相關(guān)性對比，來驗證和修正加速測試程序。

  
  

總結(jié)來說，人工氣候加速老化試驗箱是現(xiàn)代工業(yè)研發(fā)和質(zhì)量控制中至關(guān)重要的設(shè)備，是評估產(chǎn)品耐候性和長期性能的“時間機器"，幫助企業(yè)在產(chǎn)品面世前預(yù)見并解決潛在的老化問題。