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上海羅中科技發展有限公司
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閱讀：14發布時間：2025-1-21
這個問題聽起來非常簡單，但是基于錯誤的假設之上。通常，提出此問題的人想得出材料實際接收到的輻照量（以蘭利、焦耳 或kW hr / m2 表示），然后與戶外太陽光的能量密度（通常以輻照度W / m2表示能量密度）相除，得出在實驗室加速設備中的曝曬小時數轉換成戶外曝曬年數的神奇因子。遺憾的是，這樣得出的結果充其量只在數學計算上有意義，但是它與最基本的加速老化原則背道而馳。（更不用說，蘭利在定義上僅僅是指太陽光，而非其他光源。），更甚者給人以誤導。
這類計算無效的其中一個原因是忽略了波長的影響。光降解量的決定因素不是輻照總量的多少（以焦耳表示），而是各種波長的能量分布。例如，紫外線（短波）的能量其破壞性比可見光或紅外線（這兩者波長較長）的能量破壞性更強，具體取決于測試材料。
此外，太陽光中紫外線的含量（變化很大）也會極大地影響樣品的老化。實際上，蘭利和焦耳無法表現出每個季節、每天、每小時太陽紫外線的巨大變化。出于這一點，一些研究表明，在輻射能相同（以蘭利表示）的持續戶外曝曬測試中，重復抽取相同樣品的損壞嚴重程度變化可以達到7:1。這也表明，蘭利根本無法作為戶外曝曬衡量標準。結論非常明確：蘭利具備有效的用途，但肯定不是在實驗室老化領域。
即使是測量紫外線輻照總量 (焦耳@TUV)，例如“紫外線蘭利”或“紫外線焦耳”也可能會造成誤導，原因相同：在紫外線中，通常波長越短，越會加快測試材料的降解速度。
下面列舉一則使用蘭利、焦耳或者紫外線輻射總量來 計算“實驗室加速老化小時數等于戶外多少年”的錯誤結論的示例。QUV紫外老化試驗機可利用兩類燈管：波長在 340 nm 出現峰值的UVA -340燈管和波長在313 nm 時出現峰值的 UVB-313 燈管。UVA 燈管比 UVB 燈管產生的焦耳數多（即紫外線輻照總量多），就此推斷 UVA 燈管導致材料降解更快是否合理呢？結論并不是這樣的。在使用 UVB 燈管的條件下，很多材料降解速度更快，因為UVB燈管有更多的短波紫外線。在 Q-SUN氙燈老化試驗箱中，您會發現測試結果很大程度上取決于所用的濾光器的類型。
我們不能將 Q-SUN氙燈老化試驗箱或 QUV紫外老化試驗機的光強與太陽光相比的另一個原因是，這樣的程序忽略了潮濕對于材料的影響。我們發現對很多材料而言，雨水和露水的影響比太陽光的影響更重要。通常，潮濕對于材料的粉化等現象的模擬也是非常重要的。如果不考慮潮濕，計算所得的轉換因子是毫無意義的。
最后，基于輻照總量的轉換計算是無效的，因為它還忽略了溫度對于材料的影響。我們可以在加速老化試驗箱上設定很大的溫度范圍，戶外曝曬的溫度范圍也很寬泛。溫度對光降解速度的影響深遠。我們觀察到，在某些情況下，如果測試溫度每提高 10℃，材料的降解速度會翻倍。
更多詳細信息，可參閱Q-Lab Corporation 技術手冊 LU-8030 “利用焦耳數等效來確定實驗室加速時間和戶外暴曬時間所引起的錯誤” 一節或咨詢。
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