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Q-SUN和QUV老化试验机产生的能量

Q-SUN 和 QUV老化试验机能产生多少的能量?以兰利、焦耳或W/m2计算

这个问题听起来非常简单,但是基于错误的假设之上。通常,提出此问题的人想得出测试仪的辐照量(以兰利、焦耳或W/m2 表示),然后与户外太阳光的能量密度相除,得出将加速测试仪曝晒时数转换成户外曝晒年限的神奇因子。遗憾的是,我们没有进行此类计算的有效数学方法,因为它与最基本的加速老化原则背道而驰,更不用说,兰利在定义上仅仅是指太阳光,而非其他光源。这类计算的结果充其量是无意义的,更甚者完全给人以误导。

太阳光老化试验箱

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这类计算无效的其中一个原因是忽略了波长的影响。光降解量的决定因素不是辐照总量的多少(以焦耳表示),而是各种波长的能量分布。例如,短波紫外线的能量其破坏性比可见光或红外线(这两者波长较长)的能量破坏性更强,具体取决于测试材料。

此外,太阳光中紫外线的含量(变化很大)也会极大地影响样品的老化。实际上,兰利和焦耳无法表现出每个季节、每天、每小时太阳紫外线的巨大变化。出于这一点,一些研究表明,在辐射能相同的持续户外曝晒测试中,重复抽样样品的损坏严重程度变化为 7:1。这也表明,兰利太过于不稳定,不适合作为户外曝晒衡量标准。结论非常明确,兰利具备有效的用途,但肯定不是在实验室老化领域。

即使是测量紫外线总量 (TUV),例如“紫外线兰利”或“紫外线焦耳”也可能会造成误导,原因相同:在紫外线中,通常波长越短,越会加快耐用材料的降解速度。

实例举证

下面列举一则使用兰利、焦耳甚至 TUV 评估加速老化测试仪所得错误结论的示例。QUV老化试验机可利用两类灯管:波长在 340 nm 出现峰值的 UV-A 灯管和波长在313 nm 时出现峰值的 UV-B 灯管。UV-A 灯管比 UV-B 灯管产生的焦耳多(紫外线焦耳也多),就此推断 UV-A 灯管导致降解更快是否合理呢?结论并不尽然。在使用 UV-A 灯管的条件下,很多材料降解速度更缓慢,因为灯管产生的紫外线波长更短。在 Q-SUN 试验箱中,您会发现取决于所用滤光器的相同变化。

我们不能将 Q-SUN 或 QUV老化试验机的光强与太阳光相比的另一个原因是,这样的程序完全忽略了水分的影响。我们发现对很多材料而言,雨水和露水的影响比太阳光的影响更重要。通常,这一点甚至在失去光泽和色彩变化等人们认为由紫外线引起变化的现象中也属实。如果不考虑水分,将无法得出转换因子。

紫外线耐候试验机

紫外线耐候试验机
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最后,基于光强度的转换计算是无效的,因为它忽略了温度的影响。我们可以在加速测试仪上选择很大的温度范围,户外曝晒的温度范围也很广泛。温度对光降解速度的影响深远。我们观察到,在某些情况下,如果测试温度提高 10℃,加速测试仪产生的降解速度会翻倍。

有关详细信息,请参阅 Q-Lab Corporation 技术手册 LU-8030“利用焦耳测定实验室和户外曝晒测试时间产生的错误”一节。

有关详细信息,请参阅技术手册 LU-0833。Q. QUV老化试验机时数与 Q-SUN 氙灯试验箱时数之间的转换因子是多少?

同样,这是一个简单、但解答起来绝非易事的问题。每种测试仪的 SPD 曲线形状不同。因此,没有计算光降解力速度的有效数学步骤。此外,氙灯试验箱中可能使用不同的滤光器,致使更不易与 QUV老化试验机进行对比。

同样,我们很难将这些测试仪中的一台测试仪与碳弧测试仪相对比。原因也是 SPD 曲线不同。因使用的滤光器(或碳弧测试仪种类的)不同,结果也可能会不同(“阳光”vs.“封闭”)。

此外,不同测试仪的潮湿机制是不同的。

最后,实验室老化测试结果取决于材料的特性。通常,易受可见光和长波紫外线损害的材料在氙灯测试箱中更容易降解,而易受短波紫外线损害的材料则通常在 QUV老化试验机中的降解速度更快。 

篇幅所限,了解更多《Q-SUN和QUV老化试验机产生的能量》信息请致电【400-680-8138】垂询。

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