
簡單來說,箱式更像一個“環(huán)境模擬箱",而斜塔更像一個“光強(qiáng)對標(biāo)儀"。
下面我們從幾個維度進(jìn)行詳細(xì)對比:
核心區(qū)別總結(jié)
特性維度 | 箱式紫外老化箱 | 斜塔紫外老化箱 |
外觀與結(jié)構(gòu) | 立方體箱式結(jié)構(gòu),樣品支架在箱內(nèi)旋轉(zhuǎn)。 | 斜面塔狀結(jié)構(gòu),樣品固定安裝在傾斜的塔架上。 |
核心設(shè)計原理 | 模擬全光譜太陽光,通過熒光紫外燈管(UV-A或UV-B)模擬紫外部分,并可控制溫度、濕度、冷凝和噴淋。 | 高強(qiáng)度、準(zhǔn)直光束,通過濾光片將氙燈光源過濾,得到非常接近地面太陽光的紫外光譜。 |
光源與光譜 | 熒光紫外燈管:光譜不連續(xù),主要在紫外波段。分為UV-A(340nm)和UV-B(313nm),光譜與太陽光有差異。 | 水冷式氙燈:光譜連續(xù),通過濾光片(如Daylight-Filter)可以非常逼真地模擬從紫外到紅外的全太陽光譜。 |
輻照度控制 | 可控,但通常強(qiáng)度較低,且光譜分布與太陽光有差距。 | 核心優(yōu)勢:輻照度高且非常穩(wěn)定,可以進(jìn)行精確的光強(qiáng)標(biāo)定和監(jiān)控,確保測試條件的一致性。 |
測試條件 | 綜合環(huán)境應(yīng)力:紫外光照、高溫、冷凝(模擬露水)、噴淋(模擬雨水)。測試周期通常是光照、冷凝、噴淋交替循環(huán)。 | 以光為主:主要應(yīng)力是高強(qiáng)度紫外輻射,通常不帶冷凝功能,溫度和濕度控制相對簡單。 |
符合標(biāo)準(zhǔn) | 主要符合 ASTM G154 標(biāo)準(zhǔn)。 | 主要符合 ASTM G155, ISO 4892-2, SAE J2020 等標(biāo)準(zhǔn)。 |
測試速度與目的 | 加速性較強(qiáng),但相關(guān)性可能稍差。主要用于快速篩選材料的耐光性,比較不同配方材料的相對耐久性。常用于質(zhì)量控制。 | 測試速度極快,且與戶外暴曬的相關(guān)性非常好。主要用于預(yù)測服務(wù)壽命、材料研發(fā)和認(rèn)證測試。 |
樣品數(shù)量 | 一次可測試的樣品數(shù)量較多。 | 一次可測試的樣品數(shù)量相對較少。 |
成本 | 相對較低。 | 設(shè)備購置和維護(hù)成本較高。 |
詳細(xì)解讀
1. 箱式紫外老化箱
工作原理:它像一個“迷你環(huán)境箱",試圖模擬戶外老化的幾個關(guān)鍵因素:太陽紫外線、雨水、露水和高低溫。它使用熒光紫外燈作為光源,通過不同的燈管類型(UVA-340接近太陽光紫外段,UVB-313則更具攻擊性)來加速老化。其獨(dú)特的冷凝系統(tǒng)通過加熱水槽在樣品背面產(chǎn)生冷凝水,模擬夜間的露水侵蝕。
優(yōu)點(diǎn):
能提供多種環(huán)境應(yīng)力(光、熱、水汽、雨水)。
測試周期短,加速效果好。
操作相對簡單,成本較低。
缺點(diǎn):
熒光燈光譜不連續(xù),與真實(shí)太陽光譜存在差異,可能導(dǎo)致不真實(shí)的失效模式。
測試結(jié)果與戶外暴曬的相關(guān)性有時會受到質(zhì)疑。
典型應(yīng)用:
涂料、油墨、塑料的耐候性快速篩選。
產(chǎn)品質(zhì)量控制和穩(wěn)定性對比。
符合ASTM G154的常規(guī)測試。
2. 斜塔紫外老化箱
工作原理:它的核心是高度模擬太陽光譜和精確控制輻照度。氙燈發(fā)出的全光譜光,經(jīng)過特殊的濾光片過濾后,其光譜能量分布與地面太陽光非常相似。樣品被固定在呈一定角度(如45°)傾斜的塔架上,光源通過一個反射系統(tǒng),以近乎垂直的角度均勻地照射到所有樣品上。這種設(shè)計確保了每個樣品接收到的光強(qiáng)高度一致。
優(yōu)點(diǎn):
光譜真實(shí)性高,測試結(jié)果與戶外暴曬的相關(guān)性非常好。
輻照度控制精確、穩(wěn)定,可重現(xiàn)性佳。
是進(jìn)行材料壽命預(yù)測和研發(fā)的理想工具。
缺點(diǎn):
設(shè)備昂貴,運(yùn)行和維護(hù)成本高(需要定期更換燈管和濾光片)。
通常不具備箱式設(shè)備那樣的復(fù)雜冷凝功能。
單次測試樣品容量有限。
典型應(yīng)用:
汽車外飾件(保險杠、車燈)的耐候性測試。
航空航天材料、塑料和涂料的認(rèn)證測試。
需要精確預(yù)測產(chǎn)品在特定地區(qū)(如佛羅里達(dá)、亞利桑那)使用壽命的測試。
如何選擇?
如果你的目標(biāo)是快速比較兩種新配方哪個更耐老化,用于內(nèi)部質(zhì)量控制,預(yù)算有限 -> 箱式紫外老化箱(遵循ASTM G154) 是一個經(jīng)濟(jì)高效的選擇。
如果你的產(chǎn)品需要出口或進(jìn)入特定行業(yè)(如汽車),必須通過國際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證,或者你需要最準(zhǔn)確地預(yù)測產(chǎn)品在戶外能使用多少年 -> 斜塔紫外老化箱(遵循ASTM G155 / ISO 4892-2) 是必要且不可替代的選擇。
一個常見的誤解是“斜塔"屬于紫外老化箱。 嚴(yán)格來說,雖然它的測試重點(diǎn)在紫外波段,但其光源是氙燈,它本質(zhì)上是一種光譜更完整的氙燈老化試驗箱,只是其“斜塔"式的結(jié)構(gòu)設(shè)計成為了它的標(biāo)志性特征。而“箱式"設(shè)備才是傳統(tǒng)意義上使用熒光紫外燈管的“紫外老化箱"。