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2022/08/10

采用SERIC XELIOS的理由 - 对材料进行紫外线老化试验和光化学反应实验

采用人工太阳照明灯对材料进行紫外线老化试验和光化学反应实验的理由


人工太阳照明灯与其他紫外线老化试验装置之间有何无可辩驳的区别?

到了夏天,许多人都很担心被晒黑。
但是,此次谈论的话题不是人被晒黑,而是材料受到紫外线影响、暴露在阳光下而产生的化学变化。
紫外线老化试验通常使用氙气灯作为光源。氙气灯发出的光含有UV-A(315-400nm)、UV-B(280-315nm)、UV-C(波长范围不超过280nm)。相较于户外暴露(实际在户外暴晒并测定状态变化的方法),材料暴露在氙气灯发出的光线下会更快发生老化,因此在必须迅速得出紫外线老化试验结果的情况下,氙气灯很有用。

※插图:「日本气象厅」网站引用

大气层中有一个臭氧层。这个臭氧层能够阻挡UV-C和部分UV-B(280-300nm),因此只有波长为300-380nm的紫外线才能到达地球表面。

※插图:「NASA」网站引用

然而,被臭氧层阻挡、没有到达地球表面的这部分波长的紫外线会加速物质老化,因此照射这部分波长的紫外线对于加速老化试验来说非常有效。氙气灯发出的光也含有这部分波长的紫外线,所以氙气灯也可谓是加速老化试验的最佳光源。

对于户外暴露试验的替代试验来说,光源不仅应当照射紫外线,而且光谱特性必须近似于阳光。

但是,用氙气灯作为户外暴露试验的替代试验会如何?
照射不存在于地球自然界中的紫外线,应该是与户外暴露试验相抵触的。如果加速老化试验和户外暴露试验之间的相关性已经建立,那倒没问题,但如果二者之间没有相关性,则必须进行户外暴露试验。此外,有些加速老化试验装置会同时照射出紫外线和红外线,在这种情况下,有时很难判断老化到底是由紫外线还是红外线(热)造成的。
况且,如果是使用阳光进行的光反应试验,例如光催化等,使用加速老化试验的光源设备将无法获得正确反应,必须使用光谱特性近似于阳光的户外暴露试验专用光源。

※插图:「Chem-Station:光触媒で人工光合成!二酸化炭素を効率的に資源化できる新触媒の開発」网站引用

我们并不了解所有的加速老化试验专用光源,而且似乎有些装置的紫外线和可见光的量所达到的平衡在某种程度上接近于阳光,所以我们并不是否定所有的加速老化试验专用光源和耐光试验专用光源。但是,似乎有些装置尚未公开光学特性,所以在引进设备时必须好好调查一番。

人工太阳照明灯的光谱特性近似于阳光,因此最适于用来替代户外暴露试验

一般来说,如果光的照射强度等同于阳光(相当于AM1.5),照射4小时就相当于全年的日均太阳辐射量。照射24小时可获得与户外暴露6天相同的结果。
人工太阳照明灯XELIOS XG-500BFSS能够照射出等同于阳光的紫外线强度。这意味着暴露在人工太阳照明灯XELIOS XG-500BFSS下相当于加速老化试验的6倍。

此外,人工太阳照明灯还能选择是否照射红外线,因此可以在极为接近户外光环境的光线下进行试验。

而且,人工太阳照明灯还能选择是否照射红外线,因此客户能够进行高精度的耐光试验。
出于这些目的,用户们选用的机型主要是XELIOS XG-500BF。要求紫外线强度等同于阳光的客户则使用超级聚焦型XELIOS XG-500BFSS。
SERIC XELIOS 100W系列
SERIC XELIOS 500W系列
由于XELIOS 500W系列的照射范围不是很大(在直径10cm±5%或更小的范围内非均匀照射),如果客户希望照射范围直径达到10cm或更大,我们将根据客户需要的规格提供装置方案建议。
反之如果客户可以接受更小的照射范围,则推荐使用XELIOS100W系列的XG-100BFSS。
此外,如果客户不要求照射强度等同于阳光,建议使用标准型人工太阳照明灯XG-100B/BF和XG-500B/BF。
关于产品的规格和性能,请参考以下页面。
如果您希望在极为接近户外光环境的光线下进行耐光试验、加速老化试验和光反应试验,敬请考虑SERIC的人工太阳照明灯,光谱特性已公开,敬请查阅。我们将根据客户的要求提供装置方案建议。
欢迎随时与我们联系。
▼可以照射1sun(1000W/m2)或100000Lx光的人工太阳照明灯聚光型(超级聚焦型)网址
可以照射1sun(1000W/m2)或100000Lx光的人工太阳照明灯聚光型(超级聚焦型) – SERIC株式会社