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碳弧灯老化试验的原理

碳弧灯老化试验的基本原理

碳弧灯老化试验通过碳弧灯产生的强烈光照及高温环境,模拟产品或材料在自然光和热辐射下的老化过程。碳弧灯是一种利用两根碳棒,通过电弧放电产生强烈光与热的光源。由于其光谱接近自然太阳光中的紫外线及可见光部分,因此被广泛应用于材料老化、涂层耐光性及电子产品外壳耐候性测试。

该试验原理主要基于对产品或材料表面的光照、热辐射作用,使其内部材料发生光化学反应、热氧化反应、热分解及微观结构变化,从而模拟长时间使用过程中的褪色、龟裂、变脆以及性能衰减等现象,帮助评估产品可靠性。


碳弧灯老化试验设备结构解析

了解设备结构,有助于更准确控制试验条件,实现稳定可靠的老化效果。碳弧灯老化试验机主要由以下几个部分组成:

碳弧灯光源:两根碳棒直流电弧放电产生强光,光谱接近自然紫外及可见光波段。

试验箱体:密闭空间,内部安装温湿度控制装置,保持恒定环境。

温湿度调节系统:通过传感器监控并调节,确保试验条件符合标准规定。

旋转或固定支架:用于固定被测试样品,确保样品均匀受光。

排风系统:防止反应气体累积,维持试验箱内空气流通。

设备结构的合理设计不仅保障试验的稳定性,还提高了试验的重复性和结果的可信度。


主要检测项目

碳弧灯老化试验的核心检测项目根据不同材料和产品而有所差异,但主要聚焦于以下方面:

耐光老化性:评估材料颜色、表面光泽及外观变化。

耐热性能:观察材料因长时间光照产生的热效应而导致的物理或化学性质变化。

机械强度变化:检测老化前后材料的拉伸强度、冲击韧性等力学性能。

表面径迹及开裂:检查表层是否出现龟裂、起泡、剥落现象。

化学稳定性:通过化学分析判断材料分子结构的破坏程度。

以电子电器产品为例,碳弧灯试验能够有效加速外壳材料的老化,检测其是否符合长期使用的安全与可靠要求。


相关标准规范介绍

碳弧灯老化试验须严格遵从国家及国际标准,确保检测结果的科学性与可比性。以下是部分常用标准:

标准名称
适用范围
‌GB/T 16422.4
塑料实验室光源曝露试验方法第4部分:开放式碳弧灯
适用于塑料材料的加速老化测试,明确辐照强度、温湿度控制等要求
GB/T 15255
硫化橡胶人工气候老化试验方法 碳弧灯
硫化橡胶在闭合式碳弧灯下的测试条件
ASTM G152
非金属材料曝光用碳弧灯使用标准惯例
非金属材料(如塑料、橡胶)在碳弧灯下的操作程序,包括光源设置和性能评估
ISO 16474-4
色漆和清漆实验室光源曝露试验方法第4部分:开放式碳弧灯
针对涂料和清漆的耐候性评估,提供色差、粉化等性能变化的测试指导

JIS D0205‌

汽车零件的碳弧光照标准

针对汽车零部件的耐候性试验


上述标准对碳弧灯的光照强度、温度控制、辐照周期及试验时间有明确要求,确保试验数据与实际使用环境的高度相关性。