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时下UV固化所所用的紫外光源绝大多数是汞弧灯(即通称的紫外灯或汞灯)。汞弧灯是封装有汞的、两端有电极的透明石英管,通电加热灯丝时,管内的汞蒸气受到激发跃迁到激发态,由激发态回到基态时即发射紫外光。根据灯管内汞蒸气压力的不同,所发射的紫外光也具有不同的光谱,可分为以下3类。
(1)低压汞灯汞蒸气压力为10~100Pa,发射的紫外光呈线状的分立光谱,其主要发射波长为254nm和185nm,而前者又占了全部发射能量的95%以上(实际上在管内以185nm谱线为主,但石英对其有强烈吸收,因而在管外其所占比例很小)。常用语网版固化。低压汞灯的功率较小,一般只有几十瓦,同时其发射波长很短,易产生臭氧,造成空气污染,在光固化中很少使用。低压汞灯的使用寿命为200~4000h。
(2)中压汞灯我国习惯上曾将其称作高压汞灯,此灯中的汞蒸气压力为105Pa,即约为1个大气压。由于在高压下汞蒸气在高温放电时发射谱线增加以及压力加宽现象,中压汞灯发射的谱线波<范围较宽并有重叠,在紫外区其主要发射波长为365nm,其次;13nm、303nm。中压汞灯的使用寿命约为1000~~1500h。其使用最为广泛。
中压汞灯
(3)高压汞灯我国习惯上称之为超高压汞灯,汞蒸气压力为105~106Pa,即1~10大气压。高压求灯可提供最强的紫外和可见光,其输出功率可达普通中压汞灯的10倍,工作时其电极温度可见光,其输出功率可达普通中压汞灯的10倍,工作时其电极温度可达2000℃,而灯管温度则可达600℃,因此需要加以冷却,灯的功率与冷却效率有关。高压汞灯的使用寿命较短,约75~100h。高压汞灯发射光谱重叠得更加厉害,呈连续带状光谱。
汞灯的一个重要指标是单位弧长的能量输出,或称线功率,以瓦/厘米(W/cm)表示。线功率直接与照射光强相联系,在光固化中为了克服氧的阻聚、提高固化速率,加大照射光强是最有效的办法,因此如何提高汞灯的线功率是灯具制造商的重要目标。
目前使用的中压汞灯的线功率多为80和120W/cm,最大可达240W/cm,而高压汞灯的线功率为50~1000W/cm。
三种光源之中,高压汞灯发热过高,低压汞灯臭氧效应太重,顾中压汞灯使用最为广泛,常见于多数的流水线生产的场景。
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