阻燃試驗箱是通過模擬特定燃燒環境、施加標準化燃燒條件、監測材料燃燒行為，來評估材料阻燃性能（如燃燒速率、續燃時間、氧指數等）的專用設備，其工作原理圍繞“環境控制→燃燒觸發→過程監測→結果判定”四大核心環節展開，需嚴格遵循國際/國內標準（如GB、ISO、UL系列標準），確保測試結果的客觀性和可比性，具體分析如下：

 

一、核心原理：標準化燃燒環境的構建與燃燒行為監測

 

阻燃試驗的核心是“讓材料在統一、可控的條件下燃燒”，避免環境因素（如溫度、氧氣濃度、氣流）干擾測試結果，同時通過精準監測燃燒過程中的關鍵參數，量化材料的阻燃能力。不同類型的阻燃試驗箱（如水平/垂直燃燒箱、氧指數測定儀、灼熱絲試驗箱）原理略有差異，但核心邏輯一致：通過控制“燃燒三要素（可燃物-材料、助燃物-氧氣、點火源-火焰/高溫）”，觀察材料對燃燒的響應。

 

二、典型類型阻燃試驗箱的具體工作原理

 

根據測試標準和評估指標的不同，阻燃試驗箱主要分為“水平/垂直燃燒試驗箱”“氧指數測定儀”“灼熱絲試驗箱”三類，其工作原理各有側重：

 

1.水平/垂直燃燒試驗箱（常用，評估材料燃燒蔓延特性）

 

適用于塑料、橡膠、紡織品等材料，通過“固定燃燒角度（水平/垂直）、標準點火源”，監測材料的“續燃時間、陰燃時間、燃燒長度”，判斷阻燃等級（如UL94V0/V1/V2、GB/T2408）。工作流程與原理：①樣品準備與固定：將材料切割成標準尺寸（如125mm×13mm×厚度，依標準而定），按“水平”或“垂直”角度固定在樣品架上（垂直燃燒時樣品下端懸空，水平燃燒時樣品平鋪在隔熱支架上）；②燃燒環境控制：關閉試驗箱門，確保箱內為“常溫常壓空氣環境”（部分設備可控制氣流速度≤0.5m/s，避免氣流吹散火焰或加速燃燒），箱內底部設有“滅火槽”（裝水或滅火棉，防止燃燒滴落物引燃其他物品）；③點火與燃燒監測：

 

點火源為“丙烷火焰”（火焰高度按標準調節，如垂直燃燒時火焰高度20mm±2mm），按規定時間（如10s）接觸樣品點火點（垂直燃燒時接觸樣品下端，水平燃燒時接觸樣品自由端）；

 

點火結束后，立即開始計時：記錄“續燃時間”（點火源移開后材料持續有焰燃燒的時間）、“陰燃時間”（續燃結束后材料無焰陰燃的時間）；若為水平燃燒，還需測量“燃燒長度”（火焰蔓延的距離）；

 

④結果判定：根據續燃/陰燃時間、燃燒長度是否符合標準閾值，判定材料的阻燃等級（如UL94V0級要求：兩次點火后續燃時間≤10s，無燃燒滴落物引燃下方脫脂棉）。

 

2.氧指數測定儀（評估材料燃燒所需的最低氧氣濃度）

 

通過“調節氧氮混合氣體的濃度”，找到材料剛好能維持燃燒的“最低氧氣濃度（氧指數OI）”，OI值越高，材料阻燃性越強（適用于塑料、橡膠、泡沫等），遵循標準如GB/T2406、ISO4589-2。工作流程與原理：①氧氮混合氣體控制：設備內置“氧氣鋼瓶”“氮氣鋼瓶”，通過“精密流量控制器”按比例混合兩種氣體（氧氣濃度可從10%調節至60%），混合氣體經“穩壓閥”穩定壓力后，勻速通入燃燒筒（垂直放置，內徑約75mm），確保筒內氣流穩定（流速50mm/s±10mm/s）；②樣品固定與點火：將材料制成標準試樣（如80mm×10mm×4mm），垂直固定在燃燒筒內的樣品夾上，用“點火器”（如電火花或小火焰）從樣品頂端點火，確保樣品頂端充分燃燒；③氧濃度梯度測試：

 

先設定一個較高的氧濃度（如30%），若樣品持續燃燒超過3min或燃燒長度超過50mm，說明氧濃度過高，需降低氧濃度（如每次降2%）；

 

若樣品點火后立即熄滅，說明氧濃度過低，需升高氧濃度（如每次升2%）；

 

重復測試，找到“剛好能讓樣品維持燃燒3min或燃燒50mm的最低氧濃度”，即為該材料的氧指數（OI）；

 

④結果意義：OI＜21%為易燃材料，21%≤OI＜27%為可燃材料，OI≥27%為難燃材料（如OI=32%的材料，需空氣中氧氣濃度≥32%才能燃燒，日常環境中不易燃）。

 

3.灼熱絲試驗箱（模擬“灼熱元件引燃”場景，評估材料抗引燃性）

 

模擬電器設備中“過熱元件（如電阻絲、焊點）”對周邊材料的引燃風險，通過“標準灼熱絲（高溫金屬絲）”接觸材料，監測是否引燃、火焰蔓延情況，適用于電器外殼、線纜絕緣層等，遵循標準如GB/T5169.10、IEC60695-2-11。工作流程與原理：①灼熱絲加熱與溫度控制：灼熱絲為“鎳鉻合金絲”（直徑4mm），通過“電流加熱”并由“熱電偶”實時監測溫度，可精準控制在500℃-1000℃（按測試要求設定，如模擬不同過熱元件溫度）；②樣品固定與接觸條件：將材料樣品（厚度≥3mm，表面平整）固定在樣品臺上，樣品臺可調節高度，使灼熱絲以“1N±0.2N的壓力”垂直接觸樣品表面，接觸時間為30s±1s；③引燃監測與結果判定：

 

接觸過程中，觀察樣品是否“引燃”（出現火焰或持續陰燃）；若引燃，記錄“續燃時間”“陰燃時間”，并觀察燃燒滴落物是否引燃下方100mm處的“脫脂棉”；

 

若樣品未引燃，或引燃后續燃/陰燃時間≤2s，且無滴落物引燃脫脂棉，判定材料“通過該溫度下的灼熱絲試驗”；反之則不通過。