氙灯-温度交变老化试验（-40℃~80℃循环）

氙灯-温度交变老化试验(-40℃~80℃循环)

产品介绍

氙灯-温度交变老化试验(-40℃~80℃循环)是一种综合性的环境模拟测试方法，通过结合氙弧灯全光谱辐射和极duan温度交变循环，模拟材料在昼夜温差大、季节变化明显的恶劣气候条件下的老化过程。该试验方法特别适用于评估材料和产品在严酷环境下的耐久性和可靠性，广泛应用于汽车工业、航空航天、光伏产业、户外电子设备、建筑保温系统和极duan环境装备等领域，成为产品开发和质量控制的关键测试手段。

温度交变循环对材料老化具有重要影响。高温阶段(如80℃)会加速光化学反应速率，促进增塑剂和助剂的挥发，导致材料硬化和脆化。低温阶段(如-40℃)会使材料处于玻璃态或亚玻璃态，降低分子链活动能力，使材料变脆，容易在应力作用下开裂。温度循环过程中的热胀冷缩会产生内应力，导致涂层开裂、分层，复合材料界面脱粘，电子元件焊点疲劳断裂。特别是对于异质复合材料(如塑料-金属复合、涂层-基材复合)，由于热膨胀系数不同，温度循环会产生严重的界面应力，加速界面失效。

该试验方法特别适用于需要在极duan气候条件下长期使用的产品，包括汽车内外饰件(仪表板、保险杠、门把手、车身涂层)、光伏组件封装材料(EVA胶膜、背板、接线盒)、户外电子设备外壳、建筑外墙材料和保温系统、航空航天内饰材料、军yong装备和极地设备等。通过氙灯-温度交变老化试验，可以准确预测材料在严酷气候条件下的长期性能变化，评估材料对光辐射和温度变化的综合抵抗能力，为材料选择、配方优化、产品设计和质量控制提供科学依据，帮助制造商提高产品在恶劣环境下的可靠性，降低维护成本和安全风险。

检测项目

氙灯-温度交变老化试验的检测项目涵盖外观变化、力学性能、热性能、尺寸稳定性及化学分析五大类别，从多个维度全面评估材料在光老化与极duan温度交变协同作用下的性能变化。

外观变化检测是最直观的检测项目，主要评估材料在老化后的颜色变化、光泽度变化、表面缺陷及温度循环特you的变形现象。颜色变化使用分光测色仪测量CIE Lab*颜色空间参数，计算总色差ΔE值，同时测量黄变指数(YI)和白度指数(WI)。一般要求老化后ΔE≤5.0.黄变指数增加值≤5.0.光泽度变化采用光泽度计测量，通常测量60°角光泽度，计算光泽度保持率，对于高光涂层要求不低于60%，对于哑光表面变化控制在±5个单位以内。表面缺陷检测包括起泡、开裂、粉化、剥落、翘曲、变形和收缩等缺陷，按照ISO 4628系列标准进行等级评定，一般要求缺陷等级不超过2级。温度循环特you的变形现象包括翘曲、弯曲、鼓包、收缩和尺寸变化，这些现象需要详细测量和记录。

力学性能检测评估材料在光老化与温度交变作用下的物理强度和结构完整性，主要测试项目包括拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度、硬度和压缩强度。拉伸强度和断裂伸长率是评价塑料和橡胶老化敏感性的核心指标，一般要求拉伸强度保持率不低于70%，断裂伸长率保持率不低于60%。冲击强度测试对于判断材料是否变脆至关重要，特别是对于汽车保险杠、工具箱等受冲击部件，冲击强度保持率通常要求不低于60%。低温冲击强度测试尤为重要，需要在-40℃或更低温度下测试冲击性能，评估材料在低温下的抗冲击能力。硬度测试(邵氏D、洛氏或巴氏硬度)可以反映材料表面老化和增塑剂流失情况，硬度变化通常要求在±5个单位以内。

化学分析及微观结构检测从分子层面揭示老化机理，主要技术包括傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、凝胶渗透色谱(GPC)和热分析(DSC、TGA)。FTIR可以监测羰基指数、羟基指数和双键指数的变化，反映聚合物的氧化降解、水解反应和交联反应程度。XPS分析材料表面元素化学状态变化，评估表面氧化、腐蚀和元素流失。SEM观察材料表面和截面的形貌变化，如裂纹、粉化、分层、孔洞、银纹等微观缺陷，特别是温度交变产生的银纹和裂纹。GPC测量分子量及其分布变化，反映聚合物链断裂或交联程度。DSC测量玻璃化转变温度和熔融温度的变化，反映材料热性能和结晶性的变化。TGA测量热失重行为，评估材料热稳定性和添加剂流失情况。

检测方法

氙灯-温度交变老化试验(-40℃~80℃循环)的方法严格遵循相关国际、国家和行业标准，包括ISO 4892-2《塑料 实验室光源暴露试验方法 第2部分：氙弧灯》、ASTM G155《非金属材料氙弧灯暴露试验标准实施规程》、GB/T 1865《色漆和清漆 人工气候老化和人工辐射暴露》、SAE J2527《汽车外饰件氙弧灯加速暴露试验》、IEC 60068-2-14《环境试验 第2-14部分：试验 试验N：温度变化》、GB/T 2423.4《电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Db：交变湿热(12h+12h循环)》和IEC 61215《地面用光伏组件 设计鉴定和定型》等。这些标准为试验条件设定、设备要求、测试项目和报告内容提供指导，确保试验结果的一致性、可比性和可追溯性。

试验条件设定是试验的核心，主要包括光源与滤光系统、辐照度、温度交变程序、湿度(可选)和循环时间等关键参数。光源采用氙弧灯，配备日光滤光器或窗玻璃滤光器，滤光器的选择取决于模拟的自然环境条件。辐照度通常在340nm或420nm波长下设定，一般为0.5-1.0 W/m²，具体数值根据测试标准确定。温度交变程序通常包括高温光照阶段、低温阶段和过渡阶段。典型程序如下：

高温光照阶段：80℃ BST，辐照度0.68 W/m²@340nm，持续时间4-8小时;

过渡降温阶段：从80℃降至-40℃，降温速率根据设备能力确定，通常为1-5℃/min;

低温阶段：-40℃ BST，关闭光源，持续时间2-4小时;

过渡升温阶段：从-40℃升至80℃，升温速率通常为1-5℃/min。

高温阶段可设置相对湿度(如40-60% RH)，低温阶段通常不控制湿度或设置低湿度。总老化时间通常为250小时、500小时、1000小时或更长，模拟1-5年的户外暴露。

试验设备采用多功能氙灯老化试验箱，配备快速温度交变系统和辐照度监测系统。氙灯老化试验箱应具备以下特点：光源系统稳定，辐照度均匀性优于±5%;温度范围覆盖-40℃~120℃;温度控制精度±1℃;降温速率不低于1℃/min;升温速率不低于2℃/min;温度均匀性优于±2℃。试验箱内应配备黑板温度传感器和温度监测系统，实时监控试验条件。辐照度应定期使用经校准的辐照度计进行验证。对于需要快速温度交变的试验，可使用带有液氮冷却系统的设备，以提高降温速率。