氙燈老化箱的 “燈管功率” 越大，測(cè)試效率越高？

來(lái)源：廣東皓天檢測(cè)儀器有限公司 2025年08月25日 09:41

功率與老化速率的 “有限關(guān)聯(lián)”

氙燈老化試驗(yàn)箱的燈管功率直接決定光照強(qiáng)度：在一定范圍內(nèi)，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/m2 增至 1.2W/m2，確實(shí)能加速材料的光氧化反應(yīng)。例如測(cè)試戶外涂料時(shí)，2.5kW 功率下 48 小時(shí)可觀察到明顯色差變化，而 1.8kW 功率可能需要 72 小時(shí)，這種情況下功率提升能顯著縮短測(cè)試周期。

但這種效率提升存在 “天花板”。當(dāng)功率超過(guò)材料的 “耐受閾值” 時(shí)，老化機(jī)制會(huì)發(fā)生改變：普通塑料在 3.5kW 以上功率的強(qiáng)光照下，可能從 “漸進(jìn)式降解” 轉(zhuǎn)為 “熱氧爆裂式老化”，出現(xiàn)表面碳化、開(kāi)裂等非自然老化現(xiàn)象。某電子企業(yè)曾因用 4.0kW 功率測(cè)試連接器外殼，導(dǎo)致樣品 24 小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)熔縮，與實(shí)際戶外老化規(guī)律背離。

功率過(guò)大的 “隱性風(fēng)險(xiǎn)”

盲目增大燈管功率會(huì)引發(fā)一系列連鎖問(wèn)題。首先是溫度失控：氙燈功率提升后，試驗(yàn)箱內(nèi)空氣溫度可能超出設(shè)定值 5-8℃，黑板溫度甚至?xí)j升至 90℃以上，這種 “光照 + 高溫” 的疊加效應(yīng)會(huì)扭曲材料的老化路徑 —— 如橡膠樣品可能因過(guò)度受熱出現(xiàn)硬化，而非正常光照導(dǎo)致的彈性衰減。

其次是光譜偏移。氙燈老化試驗(yàn)箱的燈管功率與光譜分布相關(guān)，功率過(guò)大時(shí)，短波紫外線（280-315nm）比例會(huì)異常升高，而這類波段在自然陽(yáng)光中占比極低。測(cè)試光伏背板材料時(shí)，若用 3.8kW 功率燈管，短波紫外線的過(guò)度照射會(huì)導(dǎo)致材料出現(xiàn) “非自然脆化”，測(cè)試數(shù)據(jù)無(wú)法反映實(shí)際戶外使用情況。

此外，高功率還會(huì)加速燈管損耗：3.0kW 以上功率下，燈管的使用壽命會(huì)從 2000 小時(shí)縮短至 1200 小時(shí)，頻繁更換反而增加測(cè)試成本與時(shí)間。

科學(xué)匹配功率的 “三原則”

合理設(shè)置燈管功率需結(jié)合測(cè)試目標(biāo)與樣品特性：

按材料耐光性分級(jí)：對(duì)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(qiáng)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(jiān)測(cè)溫度變化。

參考測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)限定：ISO 11341 等標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定 “光照強(qiáng)度不應(yīng)超過(guò) 1.1W/m2”，對(duì)應(yīng)燈管功率通常不超過(guò) 3.0kW，需按標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)定，避免數(shù)據(jù)無(wú)效。

結(jié)合樣品尺寸調(diào)整：測(cè)試小型樣品（如電子元件）時(shí)，若樣品架高度較低，需降低功率以避免局部能量集中；測(cè)試大面積樣品時(shí)，可在功率上限內(nèi)通過(guò)調(diào)整樣品架高度優(yōu)化光照均勻性，而非單純依賴功率提升。

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