氙燈老化測試的案例
轉鼓式氙燈老化箱中樣品類型和排布對測試結果的影響探究
UL 746C 標準中對光老化中缺口沖擊樣品擺放的要求
依據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，為了探究轉鼓式氙燈老化箱中樣品類型和排布對測試結果影響，以明確不同操作方法對測試結果的影響，國高材分析測試中心工程師設計了如下實驗：
圖 2. 轉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果的影響
為確定轉鼓式氙燈老化箱中不同位置的樣品的老化差異，采用標準 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）標準條件進行 測試。
圖 3. 位置驗證使用標準 PS 板
圖 4. 不同位置對標準 PS 板色差影響趨勢圖
由圖 4 可知，在 轉鼓式氙燈老化箱中，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果的影響
基于 UL746 C 標準中，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 ASTM G155（C1）標準，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 汽車內外飾氙燈老化試驗標準（SAE J2527和SAE J2412）解讀
在1989年以前，汽車行業沒有一個專門的氙燈加速老化測試方法的國際標準。1989年，汽車工程協會(SAE)發布了J1960“水冷式氙燈汽車外飾件加速暴露測試”和SAE J1885“水冷式氙燈汽車內飾件加速暴露測試”兩項汽車材料耐候性測試標準。
國高材分析測試中心氙燈老化測試中
當時，SAE J1960和J1885有利于汽車制造商統一測試條件。但是，這些老化測試標準基于特定型號的設備構造，指定了某生產商的兩種型號設備。標準指定設備的要求產生了兩個主要的后果：a.阻礙了技術發展，使得設備制造商沒有積極性去開發、生產更精確或更符合實際條件的老化試驗箱：b.形成壟斷，導致測試設備價格與運行成本高昂。
汽車工業在許多領域引領世界，但在采用以性能為基礎的老化測試標準方面卻很滯后。在20世紀90年代后期，SAE協會開始認識到老化測試標準中這一缺陷，最終發布了以下3個新的老化標準。
SAE J2527“氙燈汽車外飾件加速暴露測試”，是一個以性能為基礎的標準，取代J1960，2003年10月發布。
SAE J2412“氙燈汽車內飾件加速暴露測試”，也是一個以性能為基礎的標準，取代J1885，2004年2月發布。
SAE J2413“檢驗新的氙燈測試設備性能的方法”，一種驗證氙燈老化設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月發布。
新的以性能為基礎的老化標準和舊的以硬件為基礎的標準之間的主要差別是，刪除了所有指定生產商的內容，測試標準中涉及到生產商商標名稱的部分被通用的定義所取代。
改變之一是，測試中所用的光學過濾器已被重新定義。舊的以硬件為基礎的測試標準中，其光學過濾器要求“石英內過濾器和S型硼硅玻璃外過濾器”。
展開 氙燈老化試驗箱VS耐候試驗箱（超級氙燈）：你的產品適合選哪種來評價？
陽光、雨水、溫度變化等自然環境因素會加速材料的老化，導致塑料褪色、涂層剝落、紡織品脆化等問題。若直接通過戶外暴露測試，可能需要數年時間才能獲得結果，而人工加速老化測試（如氙燈試驗）可在幾天或幾周內模擬戶外數月甚至數年的老化效果，幫助企業快速評估材料耐久性，優化產品設計。
在材料老化測試領域，氙燈試驗箱因其光譜接近太陽光而被廣泛應用。但根據測試需求的不同，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。如何選擇適合的設備？首先要了解它們的核心區別。
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，但設計目標和功能側重點不同：
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、溫濕度循環等綜合氣候條件，更貼近真實戶外環境。
2. 應用場景
· 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，需同時評估光照、濕熱、雨水協同作用的場景。
3. 設備設計
· 耐候試驗箱通常配備旋轉樣品架和噴淋系統，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勢
1. 模擬真實環境：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境條件，適用于模擬戶外產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 陽光模擬試驗的這些優勢，秒殺氙燈老化試驗！
可控性強：可以根據需要設置不同的試驗條件，如輻照強度、溫度和濕度等，以滿足不同產品的測試需求。
重復性好：在相同的試驗條件下，可以對多個樣品進行測試，保證測試結果的重復性和可比性。
四、與氙燈老化試驗箱的區別
氙燈是在紫外線和可見光范圍內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模擬太陽輻射，而且，它在紫外線和可見光范圍內輻射效率低，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燈。
五、陽光模擬試驗箱的檢測標準
GJB 150.7（設備）太陽輻射試驗方法分析與實踐
GB/T 2423.24 電工電子產品環境試驗 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則
IEC 60068-2-5 地面太陽輻射模擬（設備、元器件和材料）
GB/T 2423.24電工電子產品環境試驗 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等光照老化試驗標準要求，亦可有針對性的定制試驗方案。
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經驗分享 | 塑料光老化測試時長換算：1天實驗室測試等效于戶外多久？
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，經過試驗，經驗數據大概就是抗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 人工加速老化測試實驗種類淺析
人工加速老化測試實驗在生產生活中有著許多較為實際的應用，產品在自然環境下由于各種條件的影響會導致了一些列的變化而發生老化現象，這些現象很多是不可避免，但是對于企業生產合理的利用其中的規律，延長產品的老化時間和使用使用，在工業生產中常用的人工加速老化測試設備有如下幾類：
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。
主要參考標準有
氙弧燈老化
GB/T 16422.2、GB/T 8427、GB/T 1865、ASTM D4355、ASTM G155、JIS K5600等
紫外光老化
GB/T 16422.3、GB/T 18950、ASTM G 154、ASTM D-4674、ASTM_D4674、JIS K 7350 等
碳弧燈老化
GB/T 16422.3(等同與GB/T4892.3)、ASTM G153、JIS D 0205、JIS B 7753等
光老化是戶外使用材料受到的主要老化破壞，對于室內使用材料，也會受到一定程度的光老化。模擬光老化主要的三種燈源各有優異，碳弧燈是最早發明使用建立的 測量體系較早、很多日本標準和纖維材料方面的標準都使用碳弧燈，但由于碳弧燈價格較高、性能不夠穩定（燈管使用90小時后需要更換），已經逐漸被氙弧燈、 紫外燈代替。氙燈在模擬自然光方面有較大優勢，價格也相對較低，適合多數產品的使用。紫外燈產生的是400nm以下的光，能較好地加速模擬自然光中紫外線 對材料的破壞作用，加速因子比氙燈要高，光源穩定性也比氙燈要好，但容易產生非自然光產出的破壞（尤其是UVB燈）。
主要應用范圍：戶外、室內使用的橡塑、涂料、油墨產品，通訊、電器等設備外殼，汽車件、摩托車配件。
展開 材料老化測試中遇到的問題及解決方法
氙燈在 1000nm~1200nm 近紅外區存在很強的輻射峰， 會產生大量的熱。因此，須選擇合適的冷卻裝置帶走這部分能量。目前，市面上氙燈老化試驗裝置有兩種冷卻 方式：水冷式和風冷式。一般來說，水冷式氙燈裝置冷卻效果要優于風冷式，同時結構也較為復雜，價格也比 較昂貴。由于氙燈紫外線部分能量較另兩種光源增加較少，在加速倍率方面是最低的。
2.2 熒光紫外燈
從理論上說，300nm~400nm 的短波能量是引起老化的主要因素。如果增加這部分能量，就能達到快速試驗的 效果。熒光紫外燈的光譜分布主要集中在紫外光部分，因此，可以達到較高的加速倍率。然而，熒光紫外燈不 僅使自然日光中的紫外線能量增加，同時還有在地球表面測量時自然日光中沒有的輻射能量，而這部分能量會 引起非自然的破壞。另外熒光光源除了很窄的水銀光譜線外，沒有高于 375nm 的能量，這樣對較長波長的 UV 能量敏感的材料就可能不會出現曝曬在自然日光下那樣變化。由于這些固有缺陷會導致得出不可靠的結果。因 此，熒光紫外燈的模擬性較差。但是，由于它的加速倍率高，通過選擇合適型號的燈管可實現對特定材料的快 速篩選。
2.3 陽光型碳弧燈
陽光型碳弧燈目前在我國應用得較少，但它在日本是廣泛使用的光源，大部分 JIS 標準都采用陽光型碳弧燈。 我國許多與日本合資的汽車企業仍推薦使用這種光源。陽光型碳弧燈光譜能量分布也較接近于太陽光，但在 370nm－390nm 紫外線集中加強，模擬性不及氙燈，加速倍率介于氙燈及紫外燈之間 。
3 試驗時間的確定
3.1 參照相關產品標準規定
相關產品標準里已經對老化試驗的時間作出了規定，我們只需查找到相關標準，按里面規定的時間執行就行 了。許多國家標準、行業標準中都對此作出了規定。
展開 技術研究 | 沒想到這種方法做拉伸測試，塑料老化壽命差異這么大
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。塑料老化后通常會出現粉化、變形等變化，拉伸強度測試準確性降低，因此提升老化后拉伸測試的準確性很有必要。
二、 實驗設計
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，老化溫度為150℃，老化至樣品粉化，期間老化24h、48h、168h，264h、480h和600h取出進行拉伸測試。老化溫度為120℃，期間老化24h、48h和168h取出進行拉伸測試。
2.2測試與表征
拉伸測試和處理：拉伸測試速度50mm/min，夾具間距115mm。
三、 實驗探究分析
2.1 不同溫度和時間老化對拉伸強度的影響
實驗中對兩種樣品分別用120℃和150℃進行老化，并在固定時間取樣進行拉伸測試，測試結果如下：
圖1 不同溫度下老化后拉伸強度
從測試結果來看，A（普通改性）隨著老化時間的增加，拉伸強度越來越低，溫度越高，降低的速度和幅度越大；同時在老化168h內，斷裂伸長率變化不大。B(玻纖增強)在120℃老化168h內，拉伸強度在一定的范圍內（±5MPa）波動。老化后，斷裂伸長率無明顯變化，150℃老化比120℃老化后斷裂伸長率較低一些。
2.2 粉化樣條測試方法研究
2.2.1 粉化樣品測試強度測試
在150℃老化600h以后，兩種樣品均出現了分化現象，玻纖增強料B出現浮纖，但是表面較為平整；普通改性A出現了分層現象，樣條粉化嚴重，表面不平整，出現較多裂紋，樣品內部分層， 老化后樣條如圖2。
展開 高分子材料常見的幾種老化試驗
材料老化主要表現在變色、失光、強度下降、龜裂、剝落、粉化及氧化等。盡管大家都認同產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)
對于經久耐用的材料，如大多數涂料、塑料，短波紫外線是引起大部分聚合物老化的原因。然而，對于不是那么經久耐用的材料，長波紫外線甚至可見光也會對其造成嚴重的危害。
高溫
當溫度升高時，光的破壞作用也將隨之增大，盡管溫度不影響主要的光致化學反應，但卻影響后繼的化學反應。實驗室老化測試必須提供精確的溫度控制，通常還通過升溫的方法來加速老化。
潮濕
露水造成的危害比雨水更大，因為它附著在材料上的時間更長，形成更為嚴重的潮濕吸收。然而也不能忽視的是溫度驟降造成的熱沖擊。比如當一輛汽車在一個炎熱夏日溫度升高卻突然因陣雨而急劇散熱，這種情況下雨水會產生應力侵蝕。
這三個因素中的任一個都會引起材料老化，而且它們往往同時發生，所造成的危害都大于任一因素單獨作用所造成的。因此在實驗室，有些材料在光照或者潮濕條件的單獨作用下的耐久性好，但在兩者的協同作用下，往往會失效。
人工加速老化測試
1.熱老化性能試驗
在常壓和規定溫度的熱空氣作用下，使材料經過一定時間后測定其某項或某幾項性能指標。根據相同或不同溫度條件下各周期性能指標變化的情況，判斷材料的熱穩定性，推算貯存期和使用期。
▎測試儀器：
重力對流式（自然通風）熱老化試驗箱
強制通風式熱老化試驗箱
▎適用產品范圍：電氣絕緣材料的耐熱性試驗,電子零配件,塑化產品及橡膠制品。
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