氙燈老化箱的 “燈管功率” 越大，測試效率越高？

來源：廣東皓天檢測儀器有限公司 2025年08月25日 09:41

功率與老化速率的 “有限關聯”

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

但這種效率提升存在 “天花板”。當功率超過材料的 “耐受閾值” 時，老化機制會發生改變：普通塑料在 3.5kW 以上功率的強光照下，可能從 “漸進式降解” 轉為 “熱氧爆裂式老化”，出現表面碳化、開裂等非自然老化現象。某電子企業曾因用 4.0kW 功率測試連接器外殼，導致樣品 24 小時內出現熔縮，與實際戶外老化規律背離。

功率過大的 “隱性風險”

盲目增大燈管功率會引發一系列連鎖問題。首先是溫度失控：氙燈功率提升后，試驗箱內空氣溫度可能超出設定值 5-8℃，黑板溫度甚至會飆升至 90℃以上，這種 “光照 + 高溫” 的疊加效應會扭曲材料的老化路徑 —— 如橡膠樣品可能因過度受熱出現硬化，而非正常光照導致的彈性衰減。

其次是光譜偏移。氙燈老化試驗箱的燈管功率與光譜分布相關，功率過大時，短波紫外線（280-315nm）比例會異常升高，而這類波段在自然陽光中占比極低。測試光伏背板材料時，若用 3.8kW 功率燈管，短波紫外線的過度照射會導致材料出現 “非自然脆化”，測試數據無法反映實際戶外使用情況。

此外，高功率還會加速燈管損耗：3.0kW 以上功率下，燈管的使用壽命會從 2000 小時縮短至 1200 小時，頻繁更換反而增加測試成本與時間。

科學匹配功率的 “三原則”

合理設置燈管功率需結合測試目標與樣品特性：

按材料耐光性分級：對光照敏感的材料（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，但需同步監測溫度變化。

參考測試標準限定：ISO 11341 等標準明確規定 “光照強度不應超過 1.1W/m2”，對應燈管功率通常不超過 3.0kW，需按標準要求設定，避免數據無效。

結合樣品尺寸調整：測試小型樣品（如電子元件）時，若樣品架高度較低，需降低功率以避免局部能量集中；測試大面積樣品時，可在功率上限內通過調整樣品架高度優化光照均勻性，而非單純依賴功率提升。

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