氙燈老化測試
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-05
氙燈老化測試的實例教程
UL 746C 標(biāo)準(zhǔn)中對光老化中缺口沖擊樣品擺放的要求
依據(jù)UL 746C進行測試時，要求缺口沖擊樣條在進行氙燈老化時進行缺口對光，為了探究轉(zhuǎn)鼓式氙燈老化箱中樣品類型和排布對測試結(jié)果影響，以明確不同操作方法對測試結(jié)果的影響，國高材分析測試中心工程師設(shè)計了如下實驗：
圖 2. 轉(zhuǎn)鼓式氙燈老化箱試樣架
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實驗過程
（1）上中下層位置差異對測試結(jié)果的影響
為確定轉(zhuǎn)鼓式氙燈老化箱中不同位置的樣品的老化差異，采用標(biāo)準(zhǔn) PS 色板 進行上中下層位置影響的驗證，氙燈老化參照 ASTM G155（C1）標(biāo)準(zhǔn)條件進行 測試。
圖 3. 位置驗證使用標(biāo)準(zhǔn) PS 板
圖 4. 不同位置對標(biāo)準(zhǔn) PS 板色差影響趨勢圖
由圖 4 可知，在 轉(zhuǎn)鼓式氙燈老化箱中，試樣架的上中下位置的輻照強度略有差異，中層輻照度最高，下層次之，上層最弱。
（2）缺口沖擊樣條擺放方式對測試結(jié)果的影響
基于 UL746 C 標(biāo)準(zhǔn)中，對于材料耐候性測試，要求缺口沖擊樣品進行光氧 老化測試時，需缺口位置對光，分別選擇了 PP 和 PS 原材料，制備了注塑和手 銑缺口的樣品，依據(jù) ASTM G155（C1）標(biāo)準(zhǔn)，進行氙燈老化測試。
圖 5. 缺口對光和平鋪的沖擊樣條安裝方法
表 1.
展開 在1989年以前，汽車行業(yè)沒有一個專門的氙燈加速老化測試方法的國際標(biāo)準(zhǔn)。1989年，汽車工程協(xié)會(SAE)發(fā)布了J1960“水冷式氙燈汽車外飾件加速暴露測試”和SAE J1885“水冷式氙燈汽車內(nèi)飾件加速暴露測試”兩項汽車材料耐候性測試標(biāo)準(zhǔn)。
國高材分析測試中心氙燈老化測試中
當(dāng)時，SAE J1960和J1885有利于汽車制造商統(tǒng)一測試條件。但是，這些老化測試標(biāo)準(zhǔn)基于特定型號的設(shè)備構(gòu)造，指定了某生產(chǎn)商的兩種型號設(shè)備。標(biāo)準(zhǔn)指定設(shè)備的要求產(chǎn)生了兩個主要的后果：a.阻礙了技術(shù)發(fā)展，使得設(shè)備制造商沒有積極性去開發(fā)、生產(chǎn)更精確或更符合實際條件的老化試驗箱：b.形成壟斷，導(dǎo)致測試設(shè)備價格與運行成本高昂。
汽車工業(yè)在許多領(lǐng)域引領(lǐng)世界，但在采用以性能為基礎(chǔ)的老化測試標(biāo)準(zhǔn)方面卻很滯后。在20世紀(jì)90年代后期，SAE協(xié)會開始認識到老化測試標(biāo)準(zhǔn)中這一缺陷，最終發(fā)布了以下3個新的老化標(biāo)準(zhǔn)。
SAE J2527“氙燈汽車外飾件加速暴露測試”，是一個以性能為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)，取代J1960，2003年10月發(fā)布。
SAE J2412“氙燈汽車內(nèi)飾件加速暴露測試”，也是一個以性能為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)，取代J1885，2004年2月發(fā)布。
SAE J2413“檢驗新的氙燈測試設(shè)備性能的方法”，一種驗證氙燈老化設(shè)備能否運行某一指定的加速暴露測試程序的方法，于2003年12月發(fā)布。
新的以性能為基礎(chǔ)的老化標(biāo)準(zhǔn)和舊的以硬件為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)之間的主要差別是，刪除了所有指定生產(chǎn)商的內(nèi)容，測試標(biāo)準(zhǔn)中涉及到生產(chǎn)商商標(biāo)名稱的部分被通用的定義所取代。
改變之一是，測試中所用的光學(xué)過濾器已被重新定義。舊的以硬件為基礎(chǔ)的測試標(biāo)準(zhǔn)中，其光學(xué)過濾器要求“石英內(nèi)過濾器和S型硼硅玻璃外過濾器”。
展開 陽光、雨水、溫度變化等自然環(huán)境因素會加速材料的老化，導(dǎo)致塑料褪色、涂層剝落、紡織品脆化等問題。若直接通過戶外暴露測試，可能需要數(shù)年時間才能獲得結(jié)果，而人工加速老化測試（如氙燈試驗）可在幾天或幾周內(nèi)模擬戶外數(shù)月甚至數(shù)年的老化效果，幫助企業(yè)快速評估材料耐久性，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計。
在材料老化測試領(lǐng)域，氙燈試驗箱因其光譜接近太陽光而被廣泛應(yīng)用。但根據(jù)測試需求的不同，又分為氙燈老化試驗箱和氙燈耐候試驗箱（也稱“超級氙燈”）兩種主要類型。如何選擇適合的設(shè)備？首先要了解它們的核心區(qū)別。
氙燈老化試驗箱 vs 氙燈耐候試驗箱
雖然兩者均采用氙燈模擬陽光光譜，但設(shè)計目標(biāo)和功能側(cè)重點不同：
1. 功能范圍
· 氙燈老化試驗箱：主要模擬紫外線、可見光和紅外線對材料的光老化影響，側(cè)重于單一光照條件的加速測試。
· 氙燈耐候試驗箱：除光照外，還能模擬雨水、露水、溫濕度循環(huán)等綜合氣候條件，更貼近真實戶外環(huán)境。
2. 應(yīng)用場景
· 老化試驗箱適用于塑料、涂料等材料的耐光性測試；
· 耐候試驗箱則廣泛用于汽車、建材、紡織等行業(yè)，需同時評估光照、濕熱、雨水協(xié)同作用的場景。
3. 設(shè)備設(shè)計
· 耐候試驗箱通常配備旋轉(zhuǎn)樣品架和噴淋系統(tǒng)，確保樣品均勻受光并模擬降雨侵蝕；
· 老化試驗箱可能簡化溫濕度控制，更適合實驗室小樣品測試。
氙燈耐候試驗箱的優(yōu)勢
1. 模擬真實環(huán)境：能夠模擬包括太陽光、紫外光、紅外光、高低濕度、高低溫以及淋雨等戶外環(huán)境條件，適用于模擬戶外產(chǎn)品的表面受到的破壞，如太陽光中的紫外線、可見光和紅外線部分，以及雨天的濕氣對材料的影響。
2.
展開 可控性強：可以根據(jù)需要設(shè)置不同的試驗條件，如輻照強度、溫度和濕度等，以滿足不同產(chǎn)品的測試需求。
重復(fù)性好：在相同的試驗條件下，可以對多個樣品進行測試，保證測試結(jié)果的重復(fù)性和可比性。
四、與氙燈老化試驗箱的區(qū)別
氙燈是在紫外線和可見光范圍內(nèi)模擬太陽輻射最好的人造光源，但其光譜中含有過多的紅外輻射，只有配備特殊的濾光器，才能在全光譜范圍內(nèi)模擬太陽輻射，而且，它在紫外線和可見光范圍內(nèi)輻射效率低，不適合使用在大型試驗箱中，目前最適合模擬全光譜太陽輻射的光源是金屬鹵素?zé)簟?五、陽光模擬試驗箱的檢測標(biāo)準(zhǔn)
GJB 150.7（設(shè)備）太陽輻射試驗方法分析與實踐
GB/T 2423.24 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分:試驗方法 試驗Sa:模擬地面上的太陽輻射及其試驗導(dǎo)則
IEC 60068-2-5 地面太陽輻射模擬（設(shè)備、元器件和材料）
GB/T 2423.24電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分:試驗方法模擬地面上的太陽輻射及其試驗導(dǎo)則
六、國高材分析測試中心陽光模擬試驗箱
可滿足DIN 75220 、VW 1211、Ford IP Com p onent 、M IL810 G50 5.5、Proc.B 、BM W PR30 6 、M N20 0 A 、1S0 120 97- 2、IEC6 0 0 6 8 - 2- 5等光照老化試驗標(biāo)準(zhǔn)要求，亦可有針對性的定制試驗方案。
展開 由于自然老化并不是簡單的輻照強度的疊加，只有在確定陽光是引起材料破環(huán)的主要因素且不能用其他方法確定試驗時間時，才可以使用此計算方法模擬。
注：
W/m2是每平方米的功率
MJ/M2是每平方米得到的能量，兩者不是一回事，不能換算
比如，
1W/m2，照射了1秒，就是1J/M2，
照射了1000000秒，就是1MJ/M2
如果還要追問UV熒光紫外與太陽輻射的對比，經(jīng)過試驗，經(jīng)驗數(shù)據(jù)大概就是抗UV cyclic 96h 0.63w/cm2與氙燈 144h 0.6w/cm2 顏色差不多一樣，經(jīng)驗評估1.5倍左右，兩者測試時間越長加速因子都越大，望大神指正。
展開 
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氙燈老化測試的最新內(nèi)容
經(jīng)歷了約一個世紀(jì)的發(fā)展，實驗室光源已有封閉式碳弧燈、陽光型碳弧燈、熒光紫外燈、氙弧燈、金屬鹵素?zé)?、高壓汞燈等各種光源供選擇。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO）中與高分子材料相關(guān)的各技術(shù)委員會主要推薦使用陽光型碳弧燈、熒光紫外燈、氙弧燈三種光源。
國高材分析測試中心可靠性實驗室
陽光型碳弧燈
熒光紫外燈
超級氙燈
知識小介紹
熒光紫外：UV不試圖模擬全光譜太陽光
若直接通過戶外暴露測試，可能需要數(shù)年時間才能獲得結(jié)果，而人工加速老化測試（如氙燈試驗）可在幾天或幾周內(nèi)模擬戶外數(shù)月甚至數(shù)年的老化效果，幫助企業(yè)快速評估材料耐久性，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計。
在材料老化測試領(lǐng)域，氙燈試驗箱因其光譜接近太陽光而被廣泛應(yīng)用。但根據(jù)測試需求的不同，又分為氙燈老化試驗箱和氙燈耐候試驗箱（也稱“超級氙燈”）兩種主要類型。如何選擇適合的設(shè)備？
在1989年以前，汽車行業(yè)沒有一個專門的氙燈加速老化測試方法的國際標(biāo)準(zhǔn)。1989年，汽車工程協(xié)會(SAE)發(fā)布了J1960“水冷式氙燈汽車外飾件加速暴露測試”和SAE J1885“水冷式氙燈汽車內(nèi)飾件加速暴露測試”兩項汽車材料耐候性測試標(biāo)準(zhǔn)。
國高材分析測試中心氙燈老化測試中
當(dāng)時，SAE J1960和J1885有利于汽車制造商統(tǒng)一測試條件。
（3）拉伸樣品的氙燈老化測試
通常而言，我們進行拉伸樣品的氙燈老化測試時，樣品的加持方式相對固定， 擺放方式差異不大。
圖 6. 樣品老化 408h 后的外觀形貌
表 2. 不同拉伸樣品的光氧老化測試結(jié)果數(shù)據(jù)表
由上表可知，不同拉伸樣品進行光氧老化測試時，差異更多體現(xiàn)在材料自身特 性。
陽光模擬試驗箱用于眾多汽車機動車構(gòu)件的老化特性，通過陽光模擬系統(tǒng)，檢測成套零部件或整車在陽光照射下的老化性能，可以此測試對零部件或整車在照射后性能的更改進行評估，包括熱學(xué)性能、機械性能、化學(xué)性能、電氣性能。
一、陽光模擬試驗箱的工作原理
陽光模擬試驗箱，又稱為金屬鹵素?zé)粼囼炏?，是一種人工模擬光老化試驗設(shè)備。它通過金屬鹵素?zé)舻臍怏w放電，模擬出太陽光譜的輻照效果。這種設(shè)備能夠模擬出地面上的太陽輻射
盡管大家都認同產(chǎn)品的耐候性和耐光性很重要，但對于在實驗室，是采用紫外老化測試還是氙燈老化測試？卻往往毫無頭緒。
光照(特別是紫外線)
對于經(jīng)久耐用的材料，如大多數(shù)涂料、塑料，短波紫外線是引起大部分聚合物老化的原因。然而，對于不是那么經(jīng)久耐用的材料，長波紫外線甚至可見光也會對其造成嚴(yán)重的危害。
一、 案例背景：
拉伸性能是聚合物力學(xué)性能中最重要、最基本的性能之一。塑料在使用過程中會受到溫度、濕度等影響而逐漸老化，老化后拉伸強度是對塑料耐老化性能的評估的重要依據(jù)。塑料老化后通常會出現(xiàn)粉化、變形等變化，拉伸強度測試準(zhǔn)確性降低，因此提升老化后拉伸測試的準(zhǔn)確性很有必要。
二、 實驗設(shè)計
1 、實驗樣品
A（改性聚丙烯）和B（玻纖增強聚丙烯）
2.1樣品老化
將樣品放入到熱老化烘箱內(nèi)
人工加速老化測試實驗在生產(chǎn)生活中有著許多較為實際的應(yīng)用，產(chǎn)品在自然環(huán)境下由于各種條件的影響會導(dǎo)致了一些列的變化而發(fā)生老化現(xiàn)象，這些現(xiàn)象很多是不可避免，但是對于企業(yè)生產(chǎn)合理的利用其中的規(guī)律，延長產(chǎn)品的老化時間和使用使用，在工業(yè)生產(chǎn)中常用的人工加速老化測試設(shè)備有如下幾類：
一、光老化測試
光老化測試又可以分為：氙弧燈老化、紫外燈老化、碳弧燈老化。
主要參考標(biāo)準(zhǔn)有
氙弧燈老化
GB/T 16422.2
塑料、橡膠、涂料等高分子材料在使用過程中會遇到老化的問題。為評價高分子材料的耐老化性能，逐漸形成了兩類老化試驗方法：
一類是自然老化試驗方法，即直接利用自然環(huán)境進行的老化試驗；另一類是人工加速老化試驗方法，即在實驗室利用老化箱模擬自然環(huán)境條件的某些老化因素進行的老化試驗。由于老化因素的多樣 性及老化機理的復(fù)雜性，自然老化無疑是最重要最可靠的老化試驗方法。
但是由于自然老化周期相對較長
