當(dāng)汽車優(yōu)雅地行駛在路上，你可曾想過，陽(yáng)光正悄然對(duì)它進(jìn)行一場(chǎng) “老化挑戰(zhàn)”？今天就深入探究神奇的太陽(yáng)光輻射老化實(shí)驗(yàn)。

       在實(shí)驗(yàn)室這個(gè) “汽車命運(yùn)的試煉場(chǎng)”，專業(yè)設(shè)備全力模擬太陽(yáng)光的全光譜攻擊。汽車零部件宛如勇敢的戰(zhàn)士，接受紫外線、可見光和紅外線的輪番考驗(yàn)。車漆如同皮膚，在紫外線的侵蝕下，是否會(huì)過早出現(xiàn)皺紋（褪色、失光）？塑料內(nèi)飾則似青春容顏，面對(duì)長(zhǎng)期光照，能否保持緊致（防止脆化、變形）？電子元件更是心臟大腦，在熱輻射下，還能否穩(wěn)定跳動(dòng)與思考（維持正常性能）？

目錄

01 太陽(yáng)光輻射試驗(yàn)介紹

1）人工加速試驗(yàn)分類          2）常見術(shù)語(yǔ)：黑板溫度/黑標(biāo)溫度       （3）光老化測(cè)試   

3.1氙燈老化試驗(yàn)     3.2紫外線老化試驗(yàn)    3.3碳弧燈老化試驗(yàn)     3.4金屬鹵素老化試驗(yàn)

02 太陽(yáng)光實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法：  1）目視     2)  色差  3）光澤度  。。。

01太陽(yáng)光輻射試驗(yàn)

（1）人工加速太陽(yáng)光老化試驗(yàn) 

1.熒光紫外燈老化UV(波長(zhǎng):285nm~400nm)   2.氙燈老化(波長(zhǎng):300nm~800nm)

3.碳弧燈老化(波長(zhǎng): 300nm~700nm)   4.金屬鹵素?zé)衾匣疭ETH(波長(zhǎng): 300nm~3000nm)

（2）常見術(shù)語(yǔ)   

1輻照功率

(輻照度，輻照強(qiáng)度）地面上的單位面積單位時(shí)間內(nèi)接收到的太陽(yáng)輻射，單位為W/m2@nm；

     輻照功率可以用某一點(diǎn)的輻照強(qiáng)度表示，也可以用某一波段的輻照強(qiáng)度表示，如一個(gè)夏天中午太陽(yáng)光照強(qiáng)度約為0.55W/m2@340nm、1.12W/m2@420nm、575 W/m2@300~800nm。

2輻照量

在一段時(shí)間內(nèi)樣品表面單位面積累計(jì)接受到的輻照能量，輻照量=輻照功率*輻照時(shí)間。

3室內(nèi)光

采用可減少波長(zhǎng)320nm以下光譜輻照度的濾光器模擬透過玻璃濾光后的日光

4室外光

為了模擬直接的自然暴露，輻射光源必須經(jīng)過過濾，以變提供與地球上的日光相似的光譜能量分布。

5黑標(biāo)溫度

Black-Standard Thermometer (BST）

    又稱 絕緣黑板溫度insulated black panel temperature ，用絕緣黑板溫度計(jì)測(cè)量試樣表面溫度的特征值，該溫度計(jì)由黑色涂漆不銹鋼板和嵌入絕緣材料(白色PVDF，聚偏二氟乙烯)的電阻溫度傳感器組成

6黑板溫度

Black-Panel Thermometer（BPT）

又稱非絕緣黑面板溫度 用非絕緣的黑色面板溫度計(jì)測(cè)量試樣表面溫度的特征值，該溫度計(jì)由黑色涂漆的不銹鋼面板和附加的電阻溫度傳感器組成

☆BPT和BST二取一即可。一般BST比BPT大10%左右        ☆BST主要用于測(cè)量絕熱性能材料的表面溫度

（3）光老化測(cè)試   

3.1氙燈老化試驗(yàn)3.2紫外線老化試驗(yàn)3.3碳弧燈老化試驗(yàn)3.4金屬鹵素老化試驗(yàn)

3.1氙燈老化試驗(yàn)

1989年，汽車工程協(xié)會(huì) (SAE)發(fā)布了，兩項(xiàng)汽車材料耐候性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
J1960“水冷式氙燈汽車外飾件加速暴露測(cè)試”
SAE J1885 “水冷式氙燈汽車內(nèi)飾件加速暴露測(cè)試”
當(dāng)時(shí)，SAE J1960和J1885有利于汽車制造商統(tǒng)一測(cè)試條件。
汽車工業(yè)在許多領(lǐng)域**世界，但在采用以性能為基礎(chǔ)的老化測(cè)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(huì)開始認(rèn)識(shí)到老化測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中這一缺陷，*終發(fā)布了以下3個(gè)新的老化標(biāo)準(zhǔn)。
SAE J2527“氙燈汽車外飾件加速暴露測(cè)試”，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(cè)試”，取代J1885，2004年2月發(fā)布。
SAE J2413"檢驗(yàn)新的氙燈測(cè)試設(shè)備性能的方法”，一種驗(yàn)證氙燈老化設(shè)備能否運(yùn)行某一指定的加速暴露測(cè)試程序的方法，于2003年1 2 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(cè)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。

※原理

氙燈老化試驗(yàn)在紫外區(qū)和可見區(qū)的光譜能量分布與太陽(yáng)光的光譜能量分布近似，氙燈發(fā)出的輻射經(jīng)過濾光器，過濾掉波長(zhǎng)290nm以下較短的紫外光波和波長(zhǎng)1200nm以上的紅外光波使到達(dá)試樣表面的光譜接近太陽(yáng)光的光譜。

※目的

為了使試樣在經(jīng)受一定的暴露輻射能后，加速模擬光長(zhǎng)期暴露作用的加速試驗(yàn)，以獲得材料耐候性的結(jié)果。

氙燈:SETH賽思氙燈老化試驗(yàn)箱模擬造成材料老化的主要因素：陽(yáng)光和潮濕。

 根據(jù)氙燈燈管的位置不同，分如下種：

由于未經(jīng)過濾的氙燈發(fā)出的光中包括很多短波紫外線，與地球表面的實(shí)際太陽(yáng)光譜差異較大。因此氙燈耐候老化試驗(yàn)箱通過使用幾種不同的過濾器(也稱濾光片，濾光器)，降低不需要的輻射從而得到合適的光譜分布。

日光過濾器日光濾光器用來(lái)模擬戶外直射陽(yáng)光。它與大多數(shù)的戶外應(yīng)用環(huán)境具有*佳的相關(guān)性。

   由于未經(jīng)過濾的氙燈發(fā)出的光中包括很多短波紫外線，與地球表面的實(shí)際太陽(yáng)光譜差異較大。因此氙燈耐候老化試驗(yàn)箱通過使用幾種不同的過濾器(也稱濾光片，濾光器)，降低不需要的輻射從而得到合適的光譜分布。

日光過濾器日光濾光器用來(lái)模擬戶外直射陽(yáng)光。它與大多數(shù)的戶外應(yīng)用環(huán)境具有*佳的相關(guān)性。

窗玻璃濾光器模擬窗玻璃透射陽(yáng)光。該光譜還可模擬一些室內(nèi)照明，如典型的商業(yè)或辦公場(chǎng)所的光照環(huán)境。

紫外延展過濾器紫外延展濾光器允許在自然太陽(yáng)光正常截止點(diǎn)以下的紫外光通過。該濾光器用于更快更嚴(yán)酷的測(cè)試條件。

常用氙弧燈標(biāo)準(zhǔn)

● ISO 4892-2:2013 塑料-實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)方法 第2部分:氙燈

● ISO 16474-2:2013色漆和清漆-實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)方法 第2部分:氙燈

● GB/T 16422.2-2022 塑料-實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)方法 第2部分:氙燈

● GB/T 16259-2008 建筑材料人工氣候加速老化試驗(yàn)方法

● GB/T 1865-2009 色漆與清漆 人工氣候老化和人工輻射暴露濾過的氙弧輻射

● ASTM G155-21 非金屬材料曝曬用氙弧燈設(shè)備操作規(guī)程

3.2紫外線老化試驗(yàn)

熒光紫外燈：一種人造光源來(lái)模擬太陽(yáng)的紫光波段發(fā)射400nm以下紫外光的能量至少占總輸出光能80%的光源波長(zhǎng)范圍：280 – 400nm

燈管類型：所有類型的燈管都發(fā)出紫外光而不是紅外光或可見光。

UVA：長(zhǎng)波紫外燈，比較接近真實(shí)的戶外老化，波長(zhǎng)范圍為315-400nm

UVA-340：模擬戶外自然老化，使用率*高的燈管

UVA-351：模擬透過玻璃窗戶的太陽(yáng)光的紫外線，室內(nèi)產(chǎn)品的老化。

UVB: 短波紫外燈，輻射波長(zhǎng)較短的非自然短波紫外線，波長(zhǎng)范圍為280-315nm

UVB-313：條件*為嚴(yán)苛，僅用于耐久性(屋頂材料/外用涂層)的測(cè)試

QFS-40（F40 UVB）汽車用外飾油漆

紫外老化試驗(yàn)有光照、冷凝和噴淋三種模式。

光照階段用于模擬自然環(huán)境中的白天，光照時(shí)可以控制光照強(qiáng)度、溫度；

冷凝階段用于模擬夜晚樣品表面結(jié)露的現(xiàn)象，冷凝階段關(guān)閉紫外燈（黑暗狀態(tài)），只控制試驗(yàn)溫度；

※    紫外老化測(cè)試是評(píng)估新材料耐紫外光照性能的測(cè)試方法，通常是在實(shí)驗(yàn)室中通過紫外加速老化試驗(yàn)箱進(jìn)行測(cè)試。在短時(shí)間內(nèi)（幾周或幾個(gè)月）,通過紫外老化試驗(yàn)?zāi)軌颢@得可再現(xiàn)的、可靠的老化測(cè)試數(shù)據(jù)；其短波長(zhǎng)紫外光照和冷凝循環(huán)系統(tǒng)可逼真地模擬陽(yáng)光、露水和雨水等對(duì)材料的破壞作用。

     UVB-313燈管能產(chǎn)生短波紫外線，能夠比UVA燈更快地使材料老化，從而達(dá)到加速老化的目的，廣泛應(yīng)用于耐久性材料的快速、節(jié)省時(shí)間的測(cè)試。

● ASTM G154-16非金屬材料的人工熒光紫外燈老化

● ISO 16474-3:21色漆和清漆 實(shí)驗(yàn)室光源暴露方法 第3部分：熒光紫外燈

     區(qū)別在于其碳棒中含有某種特殊的金屬元素，故發(fā)出的光譜能量較為接近日光。但短波紫外線太強(qiáng)，地球表面的太陽(yáng)光里又沒有，破壞加速了，與真實(shí)環(huán)境不符，并且長(zhǎng)波紫外線和可見光與日光相差仍較大，所以運(yùn)用的并不廣泛。

3.4金屬鹵素老化試驗(yàn)SETH賽思
※金屬鹵素?zé)衾匣囼?yàn)箱SETH賽思的光譜能量分布與地球表面接收到的太陽(yáng)光很相似，尤其是對(duì)紅外區(qū)域的模擬性很好，優(yōu)于其他幾種常見光源。
 金屬鹵素?zé)羰且环N氣體放電燈，利用金屬鹵化物通電可以提供與直射和散射非常相似的光譜能量的分布，通過對(duì)多個(gè)放射光源一定的放置方式，可以產(chǎn)生單一的照射光源效果，一般用于汽車整車、汽車零部件、大型電工電子設(shè)備的人工光老化試驗(yàn)。

常用金屬鹵素?zé)魳?biāo)準(zhǔn)

1、GJB150.7-86      太陽(yáng)輻射試驗(yàn)

2、GJB150A.7-2009  太陽(yáng)輻射試驗(yàn)

3、IEC60068-2-5     試驗(yàn)Sa：地面太陽(yáng)輻射模擬

4、GB2423.24       試驗(yàn)Sa：模擬地面上的太陽(yáng)輻射

5、DIN75220        汽車構(gòu)件在陽(yáng)光模擬裝置中的 變化

6、MIL-STD 810G    環(huán)境工程相關(guān)事項(xiàng)及實(shí)驗(yàn)室測(cè)試

常見缺陷:

1、起泡:表面封閉的突起區(qū)域;

2、變色:材料表面顏色隨時(shí)間變化變淺;

3、裂化或裂紋:材料表面可見的微裂或暴露出原底層的碎裂;

4、瑕疵:降解導(dǎo)致的材料表面或內(nèi)部的不規(guī)則現(xiàn)象;

5、白化:表面的一種老化現(xiàn)象,表現(xiàn)為全部或同部變白。