氙燈-冷凝循環老化試驗

產品介紹

通過結合氙弧燈全光譜輻射和冷凝濕度循環，模擬材料在戶外自然環境中白天受太陽光照射、夜晚受露水凝結侵蝕的真實氣候條件。該試驗方法廣泛應用于汽車工業、建筑材料、光伏產業、涂料行業、塑料制品和涂層系統等領域，用于評估材料在復雜氣候條件下的耐久性、顏色穩定性和力學性能保持能力。

氙燈-冷凝循環老化試驗的核心優勢在于其能夠同時模擬光、熱、濕三種環境應力的協同作用。與傳統的單一紫外老化或恒溫恒濕老化相比，這種方法能夠更真實地重現材料在實際使用環境中的老化機理。氙弧燈作為光源，通過選擇不同的濾光系統(如硼硅酸鹽玻璃或石英玻璃濾光器)，可以精確調整光譜分布，模擬地面陽光或透過玻璃后的陽光光譜，涵蓋從紫外區到可見光區和近紅外區的全波段輻射。這種全光譜模擬能夠更準確地評估材料對太陽輻射的響應，特別是對于那些對可見光和紅外光敏感的材料。

檢測項目

檢測項目涵蓋外觀變化、光學性能、力學性能、附著力及化學分析五大類別，從多個維度全面評估材料老化后的性能變化。

外觀變化是最直觀的檢測項目，重點評估材料在老化后的顏色變化、光澤度變化、表面缺陷和整體外觀保持情況。顏色變化通常使用分光測色儀測量CIE Lab*顏色空間參數，計算總色差ΔE值，同時測量黃變指數(YI)或白度指數(WI)，以定量評估顏色偏移程度。一般要求老化后ΔE≤5.0.黃變指數增加值≤5.0.光澤度變化采用光澤度計測量，通常測量60°角光澤度，計算光澤度保持率。對于高光涂層，光澤度保持率一般要求不低于60%;對于啞光表面，光澤度變化應控制在±5個單位以內。表面缺陷檢測包括起泡、開裂、粉化、剝落、沾污、水斑和腐蝕等缺陷，按照ISO 4628-2(起泡)、ISO 4628-4(開裂)、ISO 4628-5(剝落)等標準進行等級評定，一般要求缺陷等級不超過2級。

力學性能檢測評估材料在老化和濕度作用下的物理強度和結構完整性，主要測試項目包括拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲強度、彎曲模量、沖擊強度、硬度和壓縮強度。拉伸強度和斷裂伸長率是評價塑料和橡膠老化敏感性的核心指標，一般要求拉伸強度保持率不低于70%，斷裂伸長率保持率不低于60%。沖擊強度測試(懸臂梁或簡支梁)對于判斷材料是否變脆至關重要，特別對于汽車保險杠、工具箱等受沖擊部件，沖擊強度保持率通常要求不低于60%。硬度測試(邵氏D、洛氏或巴氏硬度)可以反映材料表面老化和增塑劑流失情況。

檢測方法

方法嚴格遵循相關國際、國家和行業標準，包括ISO 4892-2《塑料 實驗室光源暴露試驗方法 第2部分：氙弧燈》、ASTM G155《非金屬材料氙弧燈暴露試驗標準實施規程》、GB/T 1865《色漆和清漆 人工氣候老化和人工輻射暴露》、SAE J2527《汽車外飾件氙弧燈加速暴露試驗》、IEC 61215《地面用光伏組件 設計鑒定和定型》和ASTM D4587《涂料熒光紫外冷凝暴露試驗》等。這些標準對試驗條件、設備要求、測試項目和報告內容作出了明確規定，確保試驗結果的一致性、可比性和可追溯性。

試驗條件設定是試驗的核心，主要包括光源與濾光系統、輻照度、溫度、濕度和循環模式等關鍵參數。光源采用氙弧燈，配備硼硅酸鹽玻璃或石英玻璃濾光器，濾光器的選擇取決于模擬的自然環境條件。輻照度通常在340nm或420nm波長下設定，一般為0.5-1.0 W/m2，具體數值根據測試標準確定。黑板溫度(Black Standard Temperature, BST)或黑板溫度(Black Panel Temperature, BPT)通常設置在60-90℃之間，模擬材料在陽光下的表面溫度。相對濕度在光照階段通常控制在40%-70%，在冷凝階段接近99.99%。典型的循環模式包括：光照8小時(60℃ BST，50% RH)+冷凝4小時(40℃ BST，99.99% RH)，或光照12小時+冷凝12小時，總老化時間通常為500小時、1000小時、2000小時或更長，模擬1-5年的戶外暴露。

試驗過程中的質量控制至關重要。檢測機構需具備相關資質(CMA、CNAS)，試驗人員需經過專業培訓。試驗前需對試驗箱進行全面檢查和維護，包括清潔燈管和反射鏡、檢查濾光器狀態、清潔噴嘴和水盤、校準傳感器等。試驗過程中需定期(如每周或每250小時)開箱觀察樣品外觀變化，進行非破壞性測試(顏色、光澤度測量)，并拍照記錄。試驗結束后，將樣品置于標準大氣環境調節24小時，然后進行最終性能測試，對比老化前后性能變化，計算性能保持率。