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氙燈老化箱的 “燈管功率” 越大,測試效率越高?

2025年08月25日 09:41:09 人氣: 113 來源: 廣東皓天檢測儀器有限公司
功率與老化速率的 “有限關聯”
氙燈老化試驗箱的燈管功率直接決定光照強度:在一定范圍內,功率從 1.8kW 提升至 3.0kW,單位面積接收的光照能量可從 0.5W/m? 增至 1.2W/m?,確實能加速材料的光氧化反應。例如測試戶外涂料時,2.5kW 功率下 48 小時可觀察到明顯色差變化,而 1.8kW 功率可能需要 72 小時,這種情況下功率提升能顯著縮短測試周期。

但這種效率提升存在 “天花板”。當功率超過材料的 “耐受閾值” 時,老化機制會發生改變:普通塑料在 3.5kW 以上功率的強光照下,可能從 “漸進式降解” 轉為 “熱氧爆裂式老化”,出現表面碳化、開裂等非自然老化現象。某電子企業曾因用 4.0kW 功率測試連接器外殼,導致樣品 24 小時內出現熔縮,與實際戶外老化規律背離。


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功率過大的 “隱性風險”
盲目增大燈管功率會引發一系列連鎖問題。首先是溫度失控:氙燈功率提升后,試驗箱內空氣溫度可能超出設定值 5-8℃,黑板溫度甚至會飆升至 90℃以上,這種 “光照 + 高溫” 的疊加效應會扭曲材料的老化路徑 —— 如橡膠樣品可能因過度受熱出現硬化,而非正常光照導致的彈性衰減。
其次是光譜偏移。氙燈老化試驗箱的燈管功率與光譜分布相關,功率過大時,短波紫外線(280-315nm)比例會異常升高,而這類波段在自然陽光中占比極低。測試光伏背板材料時,若用 3.8kW 功率燈管,短波紫外線的過度照射會導致材料出現 “非自然脆化”,測試數據無法反映實際戶外使用情況。

此外,高功率還會加速燈管損耗:3.0kW 以上功率下,燈管的使用壽命會從 2000 小時縮短至 1200 小時,頻繁更換反而增加測試成本與時間。

科學匹配功率的 “三原則”





合理設置燈管功率需結合測試目標與樣品特性:
  1. 按材料耐光性分級:對光照敏感的材料(如蠶絲織物、光敏膠),功率建議控制在 1.8-2.2kW;耐光性強的材料(如鋁合金涂層、陶瓷釉面),可提升至 2.5-3.0kW,但需同步監測溫度變化。

  1. 參考測試標準限定:ISO 11341 等標準明確規定 “光照強度不應超過 1.1W/m?”,對應燈管功率通常不超過 3.0kW,需按標準要求設定,避免數據無效。

  1. 結合樣品尺寸調整:測試小型樣品(如電子元件)時,若樣品架高度較低,需降低功率以避免局部能量集中;測試大面積樣品時,可在功率上限內通過調整樣品架高度優化光照均勻性,而非單純依賴功率提升。



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