摘要：雖然應用(yòng)由于像熱，濕度和機械改變會加速老化并影響材料最終性能(néng)的改變，但對暴露在戶外的材料使用(yòng)壽命的限制主要是太陽光的紫外輻射，所以我從實驗室老化試驗中(zhōng)使用(yòng)的各種光...
雖然應用(yòng)由于像熱，濕度和機械改變會加速老化并影響材料最終性能(néng)的改變，但對暴露在戶外的材料使用(yòng)壽命的限制主要是太陽光的紫外輻射，所以我從實驗室老化試驗中(zhōng)使用(yòng)的各種光源開始我的讨論。
一． 封閉式碳弧燈
這種燈已使用(yòng)大約70年之久了，在1918年首先使用(yòng)在紡織品曝曬牢度試驗，成為(wèi)AATCC （American Association of Textile Chemists and Colorists）的光源，現在許多(duō)舊的規範仍要求用(yòng)它。
封閉式碳弧燈由一隊碳棒組成，這碳棒密封在一金屬氣體(tǐ)檢塊闆（ metal gas check plate）和硼矽玻璃球形成的氣密封套中(zhōng)，當電(diàn)流在碳棒之間流過，産(chǎn)生弧光。由于碳電(diàn)極的成份，決定它燃燒時産(chǎn)生的光的品質(zhì)，對碳棒的任何改變将改變它們的光譜能(néng)量分(fēn)布（SPD），從而改變測試條件。
封閉式碳弧燈的SPD顯示，它的主要能(néng)量集中(zhōng)在3個相當窄的波帶中(zhōng)。在低于345nm處還有(yǒu)相對小(xiǎo)的能(néng)量可(kě)采用(yòng)，在這一段聚合物(wù)有(yǒu)最大吸收靈敏度。但封閉碳弧燈的光譜功率分(fēn)布與自然日光相差較大。碳弧燈既沒有(yǒu)自然日光中(zhōng)的短波紫外輻射，在400~800nm間也沒有(yǒu)日光的高強度能(néng)量。由于這種燈在光譜上與日光存在較大差異，要比較自然氣候老化和使用(yòng)碳弧燈的實驗室老化相關性就困難了。
二． 日光碳弧燈
日光碳弧燈與封閉碳弧燈一樣是星期老化試驗使用(yòng)的光源，最早始于1933年。弧光在三隊碳棒中(zhōng)的一對産(chǎn)生，用(yòng)八塊玻璃濾光片環繞弧燈，它主要用(yòng)在塗料工(gōng)業中(zhōng)，許多(duō)規範中(zhōng)規定使用(yòng)此種光源。
由于封閉碳弧燈的缺陷，日光碳弧燈碳棒的成份改變，使它的SPD較類似于日光方面有(yǒu)明顯的改進。但是與日光的SPD比較在350nm和50nm之間的很(hěn)大差别仍可(kě)引起相關性差。
三． 熒光紫外燈
在理(lǐ)論上進短波能(néng)量是主要的。如果它的很(hěn)少能(néng)量就能(néng)導緻材料的老化。為(wèi)什麽不顯著增加這能(néng)量，達到快速試驗的效果呢(ne)？比較FS-40熒光燈的SPD和Florida太陽光的SPD，可(kě)以看出達到了增加紫外線(xiàn)能(néng)量的設計标準，不僅是UV能(néng)量水平增加，而且光譜範圍也增加到自然光中(zhōng)沒有(yǒu)的UV能(néng)量。這能(néng)量分(fēn)布的急劇改變可(kě)以使許多(duō)産(chǎn)品加速損壞。
由于熒光裝(zhuāng)置中(zhōng)存在在地球表面測量時自然日光中(zhōng)沒有(yǒu)的輻射能(néng)量，熒光裝(zhuāng)置可(kě)以引起非自然的破壞。另外熒光光源除了很(hěn)窄的水銀光譜線(xiàn)外，沒有(yǒu)高于375nm的能(néng)量，這樣對較長(cháng)波長(cháng)的UV能(néng)量敏感的材料就可(kě)能(néng)不會使曝曬在自然日光下那樣變化。
由于這些固有(yǒu)缺陷，不僅在光譜分(fēn)布上，而且還有(yǒu)無法控制的其他(tā)因素，從而得出不規則的結果。Atlas公(gōng)司一般不考慮使用(yòng)這種光源。我們認為(wèi)它的主要用(yòng)途是作(zuò)為(wèi)一個紫外篩選裝(zhuāng)置，限于質(zhì)量控制應用(yòng)。 四． 氙弧燈
最新(xīn)的，也是最好的光源是氙弧燈，它在50年代首次引入使用(yòng)時為(wèi)空氣冷卻系統，随後在60年代使用(yòng)水冷。這種光源對本世紀初形成加速老化的原始概念時期使用(yòng)密封碳弧燈加速老化試驗裝(zhuāng)置以很(hěn)大沖擊。
無論是空氣冷卻還是水冷卻，氙燈都有(yǒu)相同的基本光譜能(néng)量分(fēn)布（SPD），冷卻的方式不同，則燈的源光玻璃裝(zhuāng)置和結構不同。下面我們隻限于讨論Atlas産(chǎn)品采用(yòng)的水冷系統。
水冷氙燈系統由石英，燃燒管，内，外濾光裝(zhuāng)置和不鏽鋼裝(zhuāng)配組件組成，不鏽鋼部件使各部份裝(zhuāng)配成一個系統。安(ān)裝(zhuāng)後，将去離子水或蒸餾水泵入這系統冷卻燈管和吸收長(cháng)波紅外能(néng)量。當用(yòng)硼矽玻璃，内，外濾光時，氙燈系統最近似于自然日光，将外濾光玻璃該為(wèi)鈉鈣玻璃，則接近經過玻璃窗過濾後的自然日光。
最初開發的2500W和6000W氙燈，由于随着點燃時間的增加，有(yǒu)黑色沉積物(wù)在電(diàn)極區(qū)形成，随着繼續使用(yòng)，沉積從電(diàn)極區(qū)向燈管中(zhōng)心擴大，這些沉積物(wù)嚴重影響了燈的能(néng)量輸出，使燈的壽命縮短，當時，在額定輻射水平上使用(yòng)的6000W氙燈，每300~500小(xiǎo)時就需要更換。Atlas立即開始了改進氙燈性能(néng)的研究。
