氙燈老化試驗箱出現輻照不均勻，會直接導致樣品老化程度差異大、測試數據失真，甚至影響產品耐候性評估結果。其核心原因可從設備硬件設計、日常操作維護、樣品特性三大維度拆解，對應的排查與解決方法如下：

一、先明確：輻照不均勻的 “判斷標準”

在排查前需先確認是否真的存在不均勻問題，而非測試誤差：

• 行業通用標準：試驗箱內有效測試區域（樣品架平面）的輻照強度偏差應≤±10%（依據 ASTM G155、ISO 4892-2 等標準）。

• 檢測方法：用校準過的紫外輻照計（如 280-400nm 波段探頭），在樣品架的 “中心 + 四角 + 邊緣” 等至少 6 個點位，在相同高度、相同時間下測量輻照值，若最大差值超過 10%，則判定為 “輻照不均勻”。

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二、核心原因與針對性解決方法

（一）設備硬件：光源與結構設計是 “根源”

1. 氙燈燈管本身問題原因：燈管老化（使用超過 500-800 小時后，電極損耗、氣體純度下降，易出現 “局部光強衰減”）；燈管安裝偏差（燈管未與樣品架平面垂直 / 居中，導致一側光照過強、一側過弱）；劣質燈管（部分國產燈管存在 “光譜分布不均” 問題，如兩端光強高于中間）。解決：更換符合標準的原裝氙燈（如 USHIO、ORC 等品牌，需匹配設備型號），更換后用輻照計重新校準；安裝時用水平儀校準燈管垂直度，確保燈管中心與樣品架中心對齊；記錄燈管使用時長，建議每 500 小時檢查一次光強，超過 800 小時強制更換（即使未壞，光衰也會導致不均勻）。

2. 濾光片污染或老化原因：

3. 氙燈的濾光片（如硼硅玻璃、石英玻璃）用于過濾雜光、模擬特定環境光譜，若表面附著灰塵、油污，或長期使用后出現劃痕、透光率下降，會導致局部光線被遮擋，出現 “陰影區”。解決：停機后用無水乙醇 + 無塵布輕輕擦拭濾光片表面（禁止用硬布或溶劑，避免劃傷）；若濾光片出現明顯劃痕或透光率低于初始值的 80%（可用透光率儀檢測），直接更換濾光片（需與原設備光譜匹配，如模擬戶外直射光用硼硅濾片，模擬透過玻璃的日光用鈉鈣濾片）。

4. 樣品架結構設計缺陷原因：傳統 “固定平板樣品架” 易出現 “邊緣效應”（靠近箱壁的樣品受箱體散熱影響，光照接收量少于中心樣品）；樣品架未水平放置，導致部分樣品與燈管距離不一致（光照強度與距離平方成反比，距離差 1cm 可能導致光強差 20% 以上）。解決：若設備支持，更換為三維旋轉樣品架（可 360° 勻速旋轉，使每個樣品均勻接收光照，均勻度可達 92% 以上）；用水平儀校準樣品架，確保樣品架平面與燈管軸線垂直，且所有樣品到燈管的距離一致（誤差≤2mm）。

（二）日常操作：樣品擺放與參數設置是 “關鍵影響因素”

1. 樣品擺放錯誤原因：樣品尺寸過大，超出 “有效測試區域”（多數氙燈箱的有效區域為樣品架中心 80% 面積，邊緣 20% 為過渡區，光強不穩定）；樣品堆疊或相互遮擋（如測試涂料時，樣品板傾斜靠在一起，導致部分區域被擋住）；樣品與樣品架之間有間隙（如輕薄紡織品未固定，測試中飄動，導致距離燈管忽遠忽近）。解決：嚴格按照設備說明書的 “有效測試區域” 擺放樣品，邊緣樣品至少距離箱壁 5cm；樣品需平鋪、無遮擋，且用夾具固定（如樣品夾、磁性固定架），避免測試中移位；若樣品數量少，用 “空白載玻片” 填充空位（避免空區域反射光線，影響其他樣品光照）。

2. 輻照強度參數設置不合理原因：

3. 部分用戶為追求 “加速老化”，將輻照強度設置過高（如超過 1.5W/m²@340nm），導致氙燈燈管負荷過大，局部光強波動加劇（如燈管兩端光強驟增，中間衰減加快）。解決：依據測試標準設定輻照強度（如 ASTM G155 推薦戶外材料測試用 0.71W/m²@340nm，汽車內飾用 0.55W/m²@340nm）；若需提高測試效率，可在標準允許范圍內微調（最大不超過 20%），且調整后需重新用輻照計校準各點位光強。

（三）環境與維護：長期忽視易導致 “隱性不均勻”

1. 設備內部積塵或反光層老化原因：

2. 試驗箱內壁通常有高反光涂層（如鋁箔涂層），用于反射光線、提高光照利用率，若內壁積塵過多，或反光涂層脫落，會導致局部反射率下降，出現 “暗區”。解決：每月停機清潔設備內部，用無塵布擦拭內壁（避免劃傷反光層）；若反光涂層脫落面積超過 10%，聯系廠家更換內壁反光板。

3. 冷卻系統異常原因：

4. 氙燈工作時會產生大量熱量，需通過水循環或風冷系統降溫，若冷卻系統故障（如水管堵塞、風扇轉速不足），會導致燈管局部溫度過高，進而影響光強分布（溫度每升高 10℃，氙燈光強可能波動 5%-8%）。解決：檢查水循環系統：清理水管過濾器、補充 18MΩ 超純水（避免水垢堵塞），確保水溫穩定在 25-30℃；檢查風冷系統：清潔風扇濾網、測試風扇轉速，確保箱內溫度均勻（溫度波動≤±2℃）。

三、長期預防：避免輻照不均勻的 “3 個關鍵習慣”

1. 定期校準：每 3 個月用經計量認證的輻照計校準設備，記錄各點位光強數據，建立 “光強變化曲線”，提前發現不均勻趨勢；

2. 規范操作：制定《樣品擺放作業指導書》，明確樣品尺寸、擺放位置、固定方式，避免人為操作誤差；

3. 及時維護：建立設備維護臺賬，記錄燈管使用時長、濾光片清潔次數、冷卻系統檢查情況，避免 “小問題拖成大故障”。

通過以上步驟，可有效解決氙燈老化試驗箱的輻照不均勻問題，確保測試數據的準確性和重復性，為材料耐候性評估提供可靠依據。