環(huán)境試驗設備簡介

環(huán)境試驗設備簡介地球為人類提供了生存的空間，但惡劣的自然環(huán)境同時也對人類提出了挑戰(zhàn)。數(shù)萬年前人類來到地球上，不斷地與自然進行抗爭，終于逐步地適應了所生存的那個環(huán)境，并不斷地繁育生息，從而制造了光輝輝煌的文明。人類不斷地進化，并制造出各種各樣的先進工具來適應著周圍的環(huán)境。同時人們使用的各種先進工具也正經(jīng)受著自然環(huán)境的考查。地球上的春夏秋冬四季的循環(huán)更替，不斷地交替帶給人們高溫，低溫，濕氣，降雨，風暴，灰塵，強烈光照，洪水等等惡劣的自然條件。因此，人們制造的工具不斷地更新?lián)Q代，不斷有新的產(chǎn)品顯現(xiàn)，人們期望能制造出最適應各種環(huán)境的工具來關心人類適應并最終改造那個所生存的惡劣的環(huán)境。人們努力地制造，在產(chǎn)品更新的過程當中，人們終于發(fā)覺，要制造出最能適應環(huán)境的產(chǎn)品，就必須將制造產(chǎn)品的材料或部件先經(jīng)受環(huán)境的考查。因此，各種環(huán)境試驗設備顯現(xiàn)了。它們能夠在最短的時刻內(nèi)完全模擬外界最惡劣的自然條件，甚至更加嚴酷。同意這種設備測試的材料或部件在制成產(chǎn)品之前，我們就已了解它們是否合適。環(huán)境試驗差不多是生產(chǎn)過程中不可缺少的一道程序。科學家門通過研究，差不多制造出模擬溫度和濕度的高、低溫濕熱設備；模擬海洋腐蝕性氣候的鹽霧腐蝕試驗設備；模擬下雨的各種淋雨、防水設備；模擬光照的各種光老化試驗設備；模擬沙塵暴氣候的設備等等。還有模擬由工業(yè)制造中產(chǎn)生的有害物質(zhì)如二氧化硫、臭氧等的試驗設備。陽光是地球上任何生物賴以生存的保證，它帶來光明和溫順。但是過度的光照和由光照產(chǎn)生的蒸汽也會帶來損害，專門對生產(chǎn)材料和產(chǎn)品更造成了嚴峻的破壞，每年造成難以估量的經(jīng)濟缺失。損害要緊包括褪色、發(fā)黃、變色、強度下降、脆化、氧化、亮度下降、龜裂、變模糊及粉化等。關于直截了當曝露在陽光下的產(chǎn)品和材料來說，其受到光破壞阻礙的風險最大。為了以后的產(chǎn)品能適應并最終對抗陽光和濕氣的破壞，我們使用氙燈耐氣候試驗設備和紫外光耐氣候試驗設備。氙燈耐氣候試驗設備采納能模擬全陽光光譜的氙弧燈來再現(xiàn)不同環(huán)境下存在的破壞性光波。本設備能夠為科研、產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量操縱提供相應的環(huán)境模擬和加速試驗。氙燈耐氣候試驗設備可用于新材料的選擇，改進現(xiàn)有材料或評估材料組成變化后耐用性的變化等試驗。設備能夠?qū)ｉT好的模擬在不同環(huán)境條件內(nèi)，材料曝露在陽光下所產(chǎn)生的變化。設備通過將材料曝露在紫外線（UV）,可見光和紅外光下，對材料的耐光性進行測定。它采納通過過濾處理的氙弧燈來產(chǎn)生與陽光具有最大吻合性的全陽光光譜。采納合理過濾處理的氙弧燈是測試產(chǎn)品對直截了當光照中或透過玻璃的陽光中的較長波長段紫外線和可見光的敏銳度的最佳方式。當你將產(chǎn)品曝露在室外的直截了當陽光下時，一天當中產(chǎn)品經(jīng)歷最大光強度照耀的時刻也確實是幾小時。即使是如此，最嚴峻的曝曬也只發(fā)生在夏季中最炎熱的幾周內(nèi)。氙燈耐氣候試驗設備能夠加速你的試驗過程，因為通過程序操縱，設備能夠?qū)⒛愕漠a(chǎn)品每天24小時的曝露在相當于夏季中午陽光的光照環(huán)境下。所經(jīng)受的曝曬在平均光照強度和光照小時/天數(shù)方面都大大高于室外曝曬。因而，能夠加速獲得試驗結(jié)果。由于長期曝露在熒光燈、鹵素燈或其他發(fā)光燈下，放置在零售點、倉庫或其他環(huán)境下的產(chǎn)品同樣會經(jīng)歷明顯的光降解作用。氙燈耐氣候試驗設備也能夠模擬再現(xiàn)此類商業(yè)照明環(huán)境中產(chǎn)生的破壞性光，且能以更高強度來加速試驗過程。設備采納全光譜的氙弧燈來模擬陽光中的破壞性光波，包括UV，可見光和紅外光。依照所需的成效，氙燈的光通常要通過過濾來產(chǎn)生一個合適的光譜，例如直射的陽光光譜、透過玻璃窗的陽光光譜或UV光譜。每種過濾器會產(chǎn)生不同的光能分布。光輻照度是指照耀在平面上光能的比率。設備必須能操縱光的輻照強度，以達到加速試驗和重現(xiàn)試驗結(jié)果的目的。光輻照度的變化會阻礙材料質(zhì)量惡化的速度，而光波波長的變化（例如光譜的能量分布）則同時會對材料降解的速度和類型產(chǎn)生阻礙。設備的輻照裝有光感應探頭，又稱太陽眼，一種高精度的光控系統(tǒng)，它能夠?qū)σ驘艄芾匣蛉魏纹渌兓斐傻墓饽芰肯陆导皶r做出補償。太陽眼承諾在測試過程中選取適當?shù)墓廨椪斩?，甚至能選擇等同于夏季中午陽光的光輻照度。太陽眼能夠在輻照室內(nèi)連續(xù)監(jiān)測光輻照度，并可通過調(diào)劑燈管的功率，精確將輻照度保持在工作設定值。由于長時刻工作，當輻照度下降到低于設定值時，需要更換一只新的燈管，以保證輻照度的正常。燈管的使用壽命取決于所使用的輻照度水平，一樣燈管壽命為1000小時。燈管的更換方便快捷。長效的過濾器為保持所需的光譜提供保證。除了進行光降解測試以外，氙燈耐氣候試驗設備還能夠通過增加濕氣和水噴淋選件模擬室外濕氣對材料的破壞阻礙。濕氣也是造成部分材料破壞的要緊因素，濕氣的含量越高越會加速對材料的破壞。濕度能夠阻礙室內(nèi)外產(chǎn)品的降解，例如各種紡織品。這是因為當材料試圖與周邊環(huán)境之間堅持一個濕氣平穩(wěn)的時候，材料本身承擔的物理應力增加了。因此，當大氣中的濕度范疇越大時，材料所承擔的整體應力就更大。濕度對材料的耐候性和不褪色性的負面阻礙已被廣泛認同。本設備的潮濕功能能夠模擬室內(nèi)外濕氣對材料的阻礙。設備提供相對濕度操縱功能，關于許多對濕度敏銳的材料而言，這項功能是專門重要的，且許多的測試協(xié)議也要求進行濕度操縱。使用水噴淋功能，大大擴展了設備能模擬的氣候環(huán)境條件。由于經(jīng)常遭到來自雨水的沖刷，木材的涂料層，包括油漆和著色劑，會顯現(xiàn)相應的腐蝕現(xiàn)象。這種雨水沖刷動作可將材料表面有防降解作用的涂料層沖刷掉，從而將材料本身直截了當暴露在UV和水分的破壞性阻礙性之下。本設備的雨水噴淋功能能夠再現(xiàn)這種環(huán)境條件，以增強某些涂料氣候老化試驗的相關性。噴淋循環(huán)完全由程序操縱，并能夠在有光照循環(huán)或無光照循環(huán)下進行。除了模擬濕氣導致的材料降解外，還能有效地模擬溫度劇變和雨水腐蝕過程。屋頂、汽車部件以及金屬建筑物或構(gòu)件等的外層涂料會遭遇突然的溫度變化。例如，炎熱的夏天使得材料內(nèi)部的熱量堆積起來，而突然的驟雨又會使熱量迅速消散。這種劇烈的溫度變化沖擊，對許多材料差不多上一種挑戰(zhàn)和考查。通過設備的水噴淋功能能夠再現(xiàn)這種環(huán)境條件對材料的阻礙。來自于燈管發(fā)射的紅外線能重建熱量堆積過程，而冷水噴淋則產(chǎn)生溫度劇變的成效。在雨水噴淋循環(huán)過程中，不操縱溫度。噴水循環(huán)系統(tǒng)水質(zhì)采納去離子水（固體含量小于20ppm）,具有儲水箱水位顯示，在工作室頂部安裝了兩個噴頭，噴出的水具有可回收性，噴水壓力在0.12?0.15Mpa之間可調(diào)。設備加熱系統(tǒng)采納遠紅外鎳鉻合金高速加溫電加熱器；高溫、濕度、光照完全獨立系統(tǒng)（互不干擾）；溫度操縱輸出功率均由微電腦演算，以達高精度及高效率之用電效益。設備加濕系統(tǒng)采納外置式鍋爐蒸汽式加濕器，具有水位自動補償、缺水報警系統(tǒng)，遠紅外不銹鋼高速加溫電熱管，濕度操縱均采納P.I.D+S.S.R,系統(tǒng)同頻道和諧操縱。紫外光耐氣候試驗設備是另一種模擬光照的光老化試驗設備，它要緊模擬陽光中的紫外光。同時它還能夠再現(xiàn)雨水和露水所產(chǎn)生的破壞。設備通過將待測材料曝曬放在通過操縱的陽光和濕氣的交互循環(huán)中，同時提高溫度的方式來進行試驗。設備采納紫外線熒光燈模擬陽光，同時還能夠通過冷凝或噴淋的方式模擬濕氣阻礙。只需要幾天或幾周時刻，設備能夠再現(xiàn)戶外需要數(shù)月或數(shù)年所產(chǎn)生的破壞。所造成的損害要緊包括退色、變色、亮度下降、粉化、龜裂、變模糊、脆化、強度下降及氧化。設備提供的測試數(shù)據(jù)在對新材料的選擇、對現(xiàn)有材料的改進或評估阻礙產(chǎn)品耐用性的組成變化等方面有極大的關心。設備能夠極好地推測產(chǎn)品將在戶外遭遇的變化。盡管紫外光（UV）只占陽光的5%,然而它卻是造成戶外產(chǎn)品耐用性下降的要緊光照因素。這是因為陽光的光化學反應阻礙隨著波長的減少而增加。因此在模擬陽光對材料物理性質(zhì)的

破壞阻礙時，不需要再現(xiàn)整個陽光光譜。在大多數(shù)情形下，只需要模擬短波的UV光即可。紫外光加速耐候試驗機之因此采納UV燈的緣故在于它們比其他的燈管更為穩(wěn)固，同時能更好的再現(xiàn)試驗結(jié)果。采納熒光UV燈模擬陽光對物理性質(zhì)的阻礙，例如亮度下降、龜裂、剝落等方面，是最好的方法。有幾種不同的UV燈可供選擇。大多數(shù)的這些UV燈要緊產(chǎn)生紫外光，而不是可見光和紅外光。燈的要緊差別表達在它們在各自波長范疇內(nèi)產(chǎn)生的UV總能量上的不同。不同的燈會產(chǎn)生不同的測試結(jié)果。實際的曝曬應用環(huán)境能夠提示應選用哪種類型的UV燈。UVA-340，模擬陽光紫外線的最佳選擇UVA-340可極好地模擬臨界短波波長范疇的陽光光譜，即波長范疇為295-360nm的光譜，UVA-340只產(chǎn)生在陽光中能找到的UV波長的光譜。UVA-3^0堆供汝長為NQ石至 白勺產(chǎn)UVA-3^0堆供汝長為NQ石至 白勺產(chǎn)事-<S.lANTJlHL■11!%5ftIfrVifUVB-313，用于最大程度的加速試驗UVB-313能夠?qū)ｉT快地提供試驗結(jié)果。它們所采納的短波長UV比目前地球上通常找到的UV光波更為強烈。盡管這些比自然波長短許多的UV光能夠最大程度地加速試驗，但它同時也會對某些材料造成不符和實際的退化破壞。標準定義發(fā)射300nm以下的光能低于總輸出光能2%的一種熒光紫外燈，通常稱為UV-A燈；發(fā)射300nm以下的光能大于總輸出光能10%的一種熒光紫外燈，通常稱為UV-B燈；紫外區(qū)分UV-A波長范疇為315-400nm；UV-B波長范疇為280-315nm；在戶外的材料與濕氣接觸的時刻，每天能夠長達12小時，研究結(jié)果說明造成這種戶外潮濕的要緊緣故是露水，而不是雨水。紫外光加速耐候試驗機通過一系列專門的冷凝原理來模擬戶外的濕氣阻礙。在設備的冷凝循環(huán)圈中，在箱體的底部有一蓄水箱，并對其進行加熱來產(chǎn)生水汽。熱蒸汽使試驗箱內(nèi)的相對濕度堅持在100%，同時保持一個相對高溫。產(chǎn)品的設計確保測試試件實際上構(gòu)成試驗箱的側(cè)壁，從而試件的背面則暴露在室內(nèi)環(huán)境空氣中。室內(nèi)空氣的冷卻效用導致試件表面溫度下降到低于蒸汽溫度幾度的水平。這一溫差的顯現(xiàn)導致試件在整個冷凝循環(huán)過程中，其表面始終有冷凝生成的液態(tài)水。這種冷凝產(chǎn)物是專門穩(wěn)固的純潔蒸餾水。這種純潔水提高了試驗的再現(xiàn)率，而同時幸免了水漬問題。由于戶外曝曬接觸潮濕的時刻每天能夠長達12小時，因此紫外光加速耐候試驗機的潮濕周期一樣連續(xù)幾小時。我們建議每一冷凝周期至少連續(xù)4小時。注意到設備中的UV曝曬和冷凝曝曬是分別進行的，與實際氣候條件是一致的。關于某些應用過程而言，水噴淋能更好的模擬最終使用的環(huán)境條件。水噴淋在模擬由于溫度劇變和由于雨水沖刷所造成的機械腐蝕是極其有用的。紫外光加速耐候試驗機/噴淋型確實是為再現(xiàn)這種條件而專門設計的。由于經(jīng)常遭到來自雨水的沖刷，木材的涂料層，包括油漆和著色劑，會顯現(xiàn)相應的腐蝕現(xiàn)象。近期研究結(jié)構(gòu)說明，這種雨水沖刷動作能夠?qū)⒉牧媳砻嬗蟹澜到庾饔玫耐苛蠈記_刷掉，從而將材料本身直截了當曝曬在UV和水分的破壞性阻礙之下。這一過程能夠重復多次，從而導致一種材料退化現(xiàn)象，而單靠冷凝方式是無法再現(xiàn)的。熒光燈的優(yōu)點在于：快速獲得試驗結(jié)果；簡化的光照度操縱；穩(wěn)固的光譜；只需專門少的愛護；價格廉價，運行費用合理。地球上的陸地只有專門少一部分，一大半的面積是海洋，因此海洋氣候是對人類生活和材料產(chǎn)品阻礙專門大的一種氣候環(huán)境。海洋大氣的要緊腐蝕成分是氯化物形成的鹽霧。這些鹽霧是通過海浪的撞擊粉碎而形成的，在風力的作用下，海洋大氣載著鹽霧，向四面八方擴散，最后自然沉降到地面或暴露于室外的材料產(chǎn)品上，對材料或產(chǎn)品造成腐蝕。鹽霧腐蝕是大氣腐蝕中最常見和最有破壞性的一種腐蝕，專門是金屬材料，鹽霧會在其表面形成一層導電的鹽水膜，由于水膜的作用，使金屬材料生成一個個微小的原電池，使金屬材料迅速生銹，變成一堆無用的廢物。金屬電鍍件在鹽霧的作用下會使表面鍍層失去光澤。另外內(nèi)地鹽堿地區(qū)的空氣中也含有一定量的鹽霧成分。海洋中或陸地鹽堿地區(qū)的鹽分是如何變成鹽霧進入空氣中的呢？目前有海水攪動論和塵土飛揚論兩種說法。海水攪動論認為，由于受月亮引力作用顯現(xiàn)的漲潮現(xiàn)象使海水產(chǎn)生大量泡沫，風將這些含有氯化鈉的細小液滴帶到空中。這些小液滴通過裂解、蒸發(fā)、混拼等一系列復雜過程，細小的以鹽霧的形式進入大氣，再通過空氣對流和風力的作用，飄向四面八方。另一種塵土飛揚論認為，內(nèi)陸地區(qū)的鹽分，受自然界氣候如高溫、干燥、雨水等阻礙，會粉碎成細小的顆粒，也是通過風的作用，鹽分微粒被卷起飄向空中，細小的微粒懸浮在空氣中，與空氣中水分混合作用后，在一定的環(huán)境條件下，形成鹽霧。金屬在自然界中都有生成化合物而失去原有性質(zhì)的傾向。據(jù)估量全世界每年被腐蝕的鋼鐵約占年產(chǎn)量的1/4，這不僅造成經(jīng)濟上的缺失，更重要的是失去了金屬原有的應用功能。這種情形在電子設備和電器產(chǎn)品中尤為突出。金屬材料的腐蝕據(jù)統(tǒng)計大差不多上由鹽霧腐蝕引起的。鹽霧阻礙產(chǎn)品造成缺失的事例不勝枚舉：我國用于海南海邊某軍用電器絕緣體吸取鹽霧后，絕緣電阻急劇下降，以至采納長時刻清理和烘干后，仍不能正常使用。巴拿馬運河海岸使用的印刷電路板，因絕緣下降，而在5個月內(nèi)失效。某水上飛機電源接觸器上附有鹽結(jié)晶，使電阻增加，電路不通。鹽霧對產(chǎn)品的性能阻礙如此之大。因此，如何提高產(chǎn)品抗鹽霧腐蝕能力，日益受到重視。鹽霧試驗是環(huán)境試驗的另一種試驗方法。它要緊是利用鹽霧試驗設備所制造的人工模擬鹽霧環(huán)境條件來考核產(chǎn)品或金屬材料的耐腐蝕性能，為提高產(chǎn)品質(zhì)量提供試驗依據(jù)。鹽霧試驗最早是在1914年美國材料試驗學會（ASTM）第17屆年會上由J.A.Capp提出。當時的目的是期望獲得類似沿海大氣的試驗條件，以研究某些金屬愛