當汽車優(yōu)雅地行駛在路上，你可曾想過，陽光正悄然對它進行一場 “老化挑戰(zhàn)”？今天就深入探究神奇的太陽光輻射老化實驗。

       在實驗室這個 “汽車命運的試煉場”，專業(yè)設備全力模擬太陽光的全光譜攻擊。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。車漆如同皮膚，在紫外線的侵蝕下，是否會過早出現(xiàn)皺紋（褪色、失光）？塑料內飾則似青春容顏，面對長期光照，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)定跳動與思考（維持正常性能）？

目錄

01 太陽光輻射試驗介紹

1）人工加速試驗分類          2）常見術語：黑板溫度/黑標溫度       （3）光老化測試   

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

02 太陽光實驗評價方法：  1）目視     2)  色差  3）光澤度  。。。

01太陽光輻射試驗

（1）人工加速太陽光老化試驗 

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

3.碳弧燈老化(波長: 300nm~700nm)   4.金屬鹵素燈老化SETH(波長: 300nm~3000nm)

（2）常見術語   

1輻照功率

(輻照度，輻照強度）地面上的單位面積單位時間內接收到的太陽輻射，單位為W/m2@nm；

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

2輻照量

在一段時間內樣品表面單位面積累計接受到的輻照能量，輻照量=輻照功率*輻照時間。

3室內光

采用可減少波長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 ，用絕緣黑板溫度計測量試樣表面溫度的特征值，該溫度計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測量試樣表面溫度的特征值，該溫度計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主要用于測量絕熱性能材料的表面溫度

（3）光老化測試   

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

3.1氙燈老化試驗

1989年，汽車工程協(xié)會 (SAE)發(fā)布了，兩項汽車材料耐候性測試標準。
J1960“水冷式氙燈汽車外飾件加速暴露測試”
SAE J1885 “水冷式氙燈汽車內飾件加速暴露測試”
當時，SAE J1960和J1885有利于汽車制造商統(tǒng)一測試條件。
汽車工業(yè)在許多領域**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(xié)會開始認識到老化測試標準中這一缺陷，*終發(fā)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”，取代J1960, 2003年10月發(fā)布。
SAE J2412“氙燈汽車內飾件加速暴露測試”，取代J1885，2004年2月發(fā)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1 2 月發(fā)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。

※原理

氙燈老化試驗在紫外區(qū)和可見區(qū)的光譜能量分布與太陽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290nm以下較短的紫外光波和波長1200nm以上的紅外光波使到達試樣表面的光譜接近太陽光的光譜。

※目的

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

氙燈:SETH賽思氙燈老化試驗箱模擬造成材料老化的主要因素：陽光和潮濕。

 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，與地球表面的實際太陽光譜差異較大。因此氙燈耐候老化試驗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模擬戶外直射陽光。它與大多數(shù)的戶外應用環(huán)境具有*佳的相關性。

   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，與地球表面的實際太陽光譜差異較大。因此氙燈耐候老化試驗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模擬戶外直射陽光。它與大多數(shù)的戶外應用環(huán)境具有*佳的相關性。

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

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

常用氙弧燈標準

● ISO 4892-2:2013 塑料-實驗室光源暴露試驗方法 第2部分:氙燈

● ISO 16474-2:2013色漆和清漆-實驗室光源暴露試驗方法 第2部分:氙燈

● GB/T 16422.2-2022 塑料-實驗室光源暴露試驗方法 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備操作規(guī)程

3.2紫外線老化試驗

熒光紫外燈：一種人造光源來模擬太陽的紫光波段發(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：長波紫外燈，比較接近真實的戶外老化，波長范圍為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光的紫外線，室內產品的老化。

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

UVB-313：條件*為嚴苛，僅用于耐久性(屋頂材料/外用涂層)的測試

QFS-40（F40 UVB）汽車用外飾油漆

紫外老化試驗有光照、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，光照時可以控制光照強度、溫度；

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

※    紫外老化測試是評估新材料耐紫外光照性能的測試方法，通常是在實驗室中通過紫外加速老化試驗箱進行測試。在短時間內（幾周或幾個月）,通過紫外老化試驗能夠獲得可再現(xiàn)的、可靠的老化測試數(shù)據(jù)；其短波長紫外光照和冷凝循環(huán)系統(tǒng)可逼真地模擬陽光、露水和雨水等對材料的破壞作用。

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

● 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 實驗室光源暴露方法 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，地球表面的太陽光里又沒有，破壞加速了，與真實環(huán)境不符，并且長波紫外線和可見光與日光相差仍較大，所以運用的并不廣泛。

3.4金屬鹵素老化試驗SETH賽思
※金屬鹵素燈老化試驗箱SETH賽思的光譜能量分布與地球表面接收到的太陽光很相似，尤其是對紅外區(qū)域的模擬性很好，優(yōu)于其他幾種常見光源。
 金屬鹵素燈是一種氣體放電燈，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，通過對多個放射光源一定的放置方式，可以產生單一的照射光源效果，一般用于汽車整車、汽車零部件、大型電工電子設備的人工光老化試驗。

常用金屬鹵素燈標準

1、GJB150.7-86      太陽輻射試驗

2、GJB150A.7-2009  太陽輻射試驗

3、IEC60068-2-5     試驗Sa：地面太陽輻射模擬

4、GB2423.24       試驗Sa：模擬地面上的太陽輻射

5、DIN75220        汽車構件在陽光模擬裝置中的 變化

6、MIL-STD 810G    環(huán)境工程相關事項及實驗室測試

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:降解導致的材料表面或內部的不規(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。