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更新時間:2026-06-10
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這個問題聽起來簡單直接,但它基于一些錯誤的假設。通常,提出這個問題的人意圖獲取測試儀的光輸出(以蘭利、焦耳或瓦特/平方米表示),然后除以戶外陽光的強度,得到一個“神奇系數",用于將加速測試儀的暴露時間換算為戶外暴露年限。遺憾的是,這種計算在數學上是無效的,因為它違背了加速耐候性測試最基本的原則。(更不用說,根據定義,蘭利僅指代太陽,而非其他光源。)這種計算的結果往好里說毫無意義,往壞里說則具有誤導性。
這種計算無效的一個原因是它忽略了波長的影響。決定光降解程度的并非焦耳單位的總光劑量,而是這些焦耳能量在不同波長上的分布情況。例如,一焦耳的紫外線(短波長)可能比一焦耳的可見光或紅外線(長波長)具有更強的破壞性,具體取決于所測試的材料。
此外,陽光中的紫外線含量變化很大,這會對試樣的耐候性產生巨大影響。蘭利和焦耳無法反映太陽紫外線在不同季節、不同日期,甚至不同小時內的巨大變化。因此,多項研究表明,在連續的戶外暴露測試中,即使重復試樣接受的蘭利暴露量相同,其產生的損傷程度差異也可能高達7:1。換句話說,蘭利的一致性太差,無法作為戶外暴露的標準測量單位。結論很明確:蘭利可能有其合理用途,但在實驗室耐候性測試領域絕對不適用。即使是總紫外線(TUV)測量值,如“紫外線蘭利"或“紫外線焦耳",也可能具有誤導性,因為同樣的邏輯適用:在紫外線范圍內,較短波長通常會導致耐用材料更快降解。
以下例子可以說明,使用蘭利、焦耳甚至總紫外線(TUV)來評估加速耐候性測試儀會得出錯誤結論。QUV測試儀可使用兩種類型的燈管:峰值發射波長為340納米的UVA燈管,或峰值為313納米的UVB燈管。UVA燈管產生的焦耳數(以及紫外線焦耳數)比UVB燈管多,那么是否可以合理推斷UVA燈管會導致更快的降解?并非總是如此。許多材料在UVA燈管下降解速度更慢,因為其產生的是更長波長的紫外線。在Q-SUN測試儀中,根據所使用的濾光片不同,也會出現同樣的差異。
無法將Q-SUN或QUV試驗箱的光強度與陽光進行比較的另一個原因是,這種做法忽略了水分的影響。我們發現,對于許多材料而言,雨水和露水的影響比陽光更為重要。即使對于光澤損失、顏色變化等有時被認為是紫外線誘導的現象,情況也常常如此。如果不考慮水分因素,就不可能得出一個“神奇的換算系數"。
最后,基于光強度的換算計算無效,因為它忽略了溫度的影響。加速測試儀中可以選擇廣泛的溫度范圍,戶外暴露環境中也可能存在較大的溫度波動。溫度對光降解速度有著深遠影響。我們在加速測試儀中觀察到,在某些情況下,測試溫度升高10攝氏度,降解速度可能會翻倍。
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