一、 核心工作原理

其原理基于光化学和热湿老化理论，通过循环执行以下两个关键过程来加速老化：

1. 紫外线曝露：使用特定波长的紫外灯（主要是UVA-340或UVB-313）照射样品。

• UVA-340：光谱在295-365nm与太阳光紫外线部分吻合好，主要用于模拟户外日光老化，测试耐光性。

• UVB-313：发出更强的短波紫外光，加速性更强，但可能与实际日光对应性稍差，常用于测试材料的耐久性和质量控制。

2. 潮湿冷凝：通过加热试验箱底部水盘产生水蒸气，在温度较低的样品表面凝结成液态水。这种冷凝过程能有效地模拟户外夜间或清晨的露水侵蚀，是造成许多材料水解老化的主要因素。

典型测试循环：例如，4小时UV照射（60℃） + 4小时冷凝（50℃），循环进行。

二、 主要结构与组成系统

1. 试验箱体：不锈钢内胆，保温良好，耐腐蚀。

2. 光源系统：

• 紫外灯管：核心部件，8支标准配置（每侧4支）。寿命通常为1600-5000小时。

• 灯架/反射板：确保紫外线均匀地照射在样品表面。

3. 加热与温度控制系统：

• 干球温度传感器：控制UV阶段的温度。

• 加热元件：用于达到并维持设定温度。

4. 潮湿冷凝系统：

• 水盘与加热器：位于箱体底部，加热去离子水产生蒸汽。

• 样品架：设计成倒“V"型斜面，背面有冷却水通道。当样品正面被UV加热时，背面被冷却，促使蒸汽在正面凝结。

5. 控制系统：智能控制器（触摸屏或按键式），用于设置和监控循环程序、温度、时间等参数。

6. 安全保护系统：超温保护、低水位报警、漏电保护等。

三、 遵循的主要国际与国家标准

• ASTM G154：荧光紫外灯曝露设备操作的标准规程（广泛应用）。

• ISO 4892-3：塑料实验室光源暴露方法第3部分：荧光紫外灯。

• GB/T 16422.3：中国国家标准，等同于ISO 4892-3。

• SAE J2020：汽车外饰材料荧光紫外线冷凝加速暴露试验。

• 以及众多行业标准，如涂料、纺织品、建材等行业的标准。

四、 典型应用领域

适用于对紫外线和潮湿敏感的材料质量控制、研发和耐久性评估。

• 涂料与油墨：汽车面漆、建筑涂料、户外家具漆的耐候性测试。

• 塑料与橡胶：汽车部件（保险杠、饰条）、户外建材（型材、管道）、电线电缆。

• 纺织品：户外帆布、遮阳篷、汽车内饰的色牢度和强度测试。

• 木材与木器漆：评估清漆和色漆的保护性能。

• 粘合剂与密封胶：老化后的粘结性能测试。

五、 优点与局限性

优点：

• 加速性强，效率高：能在几周内预测户外数年的老化效果。

• 操作简便，成本较低：设备购买、运行和维护成本远低于氙灯老化箱。

• 重现性好：实验室条件高度可控，测试结果可比性强。

• 专注于主要破坏因素：紫外线和潮湿是导致大多数材料户外老化的最主要因素。

局限性：

• 不模拟全光谱：缺乏可见光和红外光，无法测试与热量相关的热应力效应（如不同颜色吸热差异导致的）和某些光化学反应。

• 无法模拟降水冲刷等机械效应。（部分型号可加配喷淋功能，此时称为“荧光紫外/冷凝/喷淋试验箱"，已超出“单功能"范畴）。

• 测试相关性需验证：对于某些特殊材料，其加速老化模式可能与真实户外老化的相关性需要先行验证。

六、 与氙灯老化箱的关键区别

1. 灯管类型选择：

• UVA-340：用于大多数应用，特别是需要模拟户外日光老化的测试。

• UVB-313：用于加速性要求高的耐久性测试或某些特定标准要求。

2. 温度控制精度：确保温度均匀性和控制精度对结果重现性至关重要。

3. 水质要求：冷凝用水必须使用去离子水，防止水垢沉积影响热交换和污染样品。

4. 样品制备与放置：严格按照标准制备样品，并确保样品表面与灯管平行，距离一致。

5. 标准遵循：测试程序（循环、温度）应严格遵循相关产品标准或协商一致的测试方案。

总结

单功能荧光紫外线老化箱是材料耐候性测试领域中一款高效、经济、应用广泛的工具。它通过精准抓取紫外线和冷凝潮湿这两个最关键的老化因子，为材料研发、质量控制和耐久性评估提供了快速可靠的加速试验手段。在选择时，需明确测试目的、相关标准以及其与更全面的氙灯测试之间的互补关系。