汽车实验室气候老化试验.doc

汽车实验室气候老化试验第一部分：氙灯暴露试验氙灯老化的优点：与其他光源相比，氙灯在紫外和可见光波段范围内其光谱能量分布和太阳光最接近；通过不同的滤光器组合，可以模拟不同光谱能量分布的光，如可以模拟户外日光和模拟透过玻璃后的日光。目前应用最广泛，已逐步代替碳弧灯，成为实验室气候老化最常用的方法。氙灯试验设备的分类：1、按氙灯管的冷却方式：水冷和风冷；2、按试样安放装置，分为旋转式试样安放装置和静态平板式试样安放装置。氙灯的主要试验条件：1、光照，由照射到试样表面的氙弧灯的光谱能量分布（SPD, Spectral Power Distribution）h和氙弧灯的副照度决定。2、温度，包括试验箱内温度、黑标温度或黑板温度；3、相对湿度4、喷水举例：SAE J 2527 典型试验程序试验段参数时间（min）辐照度(W/m2,340nm)喷水黑板温度()箱体温度()相对湿度(%)160黑暗前面和背面3838952400.55不喷水7047503200.55前面7047504600.55不喷水704750试验条件的实现：1、光谱光源能量分布-采用滤光器日光滤光器，模拟户外阳光（汽车外部材料）窗玻璃滤光器，模拟透过窗玻璃的阳光（汽车内部材料）扩展紫外线滤光器，光谱中具有短波紫外线（250-290nm），这些紫外线在户外阳光中是不存在的（美系汽车试验标准，如SAE J2412、SAE J2527）副照度：试样表面单位时间、单位面积内接受的辐射能量，一般以W/m2，该值与光谱波段有光。目前氙灯试验设备中采用的监测波段主要有以下几种：340nm;420nm;320-400nm;300-800nm;2 温度照标准温度（BST）或黑板温度（BPT）监测试样表面可能达到的最高温度。试样表面的温度取决于试样周围的空气温度、试样对氙弧光能的吸收和发射、试样内部的热传导率、试样和空气制件的热传导率以及试样和试样架之间的热传导。由于每个样品情况各不相同。因此，监测每一个样品的表面温度是不现实的，实际采用黑标准温度（BST）或黑板温度（BPT）来监测。两种的区别在于BST是绝热安装的，而BPT是非绝热安装的。3 湿度（不详细介绍）4 喷水模拟自然界中的降雨或凝露，对试样产生热冲击效应，也会对其他化学反应产生影响，常用于户外材料的试验中。喷洒用水的一半要求：TDS含量小于1ppm；硅含量含量小于0.1ppm。汽车内部材料氙灯试验的特点：1、采用窗玻璃滤光器DIN 75202、JASO M346采用的窗玻璃滤光器，SAE J2412采用扩展紫外滤光器，而且去使用和黑暗段，但欧洲的标准多采用连续光照。2 无喷水3 高温欧洲汽车行业通常采用黑标温度为100（ISO 4892-2,ISO 105-B06,VDA75202）；法国汽车行业采用黑标温度为90，但现在很多也改为100；有些采用更严格的温度，如115；美国和日本，通常采用黑板温度为89（如SAE J2412、JASO M346）。汽车外部材料氙灯试验的特点：1、采用日光过滤器ISO 11341、JASO M351采用的是日光过滤器；SAE J2527采用扩展紫外线过滤器或日光过滤器。2、喷水ISO11341的喷水周期为18min向试样表面喷水，102min干燥；SAE J2527一个周期分为四段，两段采用了喷水，一段是光照的同时向试样表面喷水，一段是黑暗段，同时向试样的表面喷水。标准物质的应用：1、蓝色羊毛标准物质ISO 蓝色羊毛标准物质1-8；每一代号高的比低的色牢度高1倍；AATCC蓝色羊毛标准无二致12-192聚苯乙烯标准塑料片标准物质的作用1、色牢度评级；2、暴露周期的控制；3、验证仪器的准确性；4、PS标准塑料片还可用于色差评级；第二部分：荧光紫外灯暴露试验原理：试样暴露在由程序控制的环境条件下，该环境条件包括紫外、温度、湿度等环境条件，一定时间后，进行有关性能的监测，得到试验前后的性能变化值，从而评价试验样品的耐老化性。试验主要条件：1、光照，由照射到试样表面的紫外线的光谱能量分布（由紫外灯的种类决定，如UVA-340或UV313）和紫外线的副照度决定；2、黑板温度/黑标温度3、凝露4、喷水一般情况下，光照、凝露、喷水在一个试验过程中只选择一个（三个条件的排斥性），如以下：程序紫外灯试验段副照度（W/m2）黑板温度（）是否冷凝是否喷水时间（h）1UVA-340a0.89603否否8b503是否42UVB-313A0.71603否否4B503是否43UVA-340A1.55603否否8B不控否是0.25C503是否3.75试验条件的实现：1、光源荧光紫外灯的种类：UVA-340，辐射峰值在340nm处，直接模拟日光中紫外辐射；UVB-313，辐射值在313nm处，获得加速效果。（也有不常见的UVA-351）2、黑板温度/黑标温度：荧光紫外灯没有热效应（与其他光源区别的地方）3、凝露4、喷水汽车行业荧光紫外灯暴露试验主要标准简介：ASTM G154,适用于各种非金属材料；GB/T 4892-3，GB/T 16422.3，主要是塑料件；GB/T 14522，适用于塑料、涂料、橡胶；ISO 11507，适用于各种非金属材料；SAE J2020，适用于汽车外部材料。试验条件的选择1、荧光紫外灯的选择UVA-340：直接模拟日光中紫外辐射；UVB-313：加速效果2、试样表面温度3、凝露第三部分：金属卤素灯暴露试验特点：全光谱范围内模拟太阳辐射，在总成或整车应用广泛，特别是同一部件不同材料之间或几个不同部件之间的老化行为。原理：试样暴露在程序控制的环境条件下，该环境条件包括副照度、温度、湿度等环境条件，一定时间后，进行有关性能的控制，得到试验前后的性能变化值，从而评价试验样品的耐老化性。试验条件：光照（SPD和副照度）、温度、湿度。试验设备：试验箱型和整车实验室型。光谱能量分布：滤光器，分为户外滤光器和户内滤光器。IEC 60068-5光谱能量分布见下:光谱区域紫外线B紫外线A可见光红外线波段（mm）280-320320-400400-520520-640640-780780-3000副照度（W/m2）563200186174492容差（%）352510101020温度的控制：1、箱内空气温度和氙灯、紫外的区别：对温度控制要求较高，很多有升温、降温速度。2、黑标准温度（和氙灯类似）汽车行业标准简介：IEC 60068-2-5,GB/T 2423.24,主要用于电子电器（包括车载电子电器）产品；DIN 75220，主要用于汽车部件，总成甚至整车，基本试验段可分为户外-白天，户内1-白天，户内2-白天，黑夜四种条件，目前汽车行业应用标准较多。第四部分：碳弧灯暴露试验目前基本被氙灯取代，但在日系车中，应用还较多，主要相关标准有：ISO 4892-4,ASTMG512,ASTMG153,GB/T 16422.49。备注：由于应用较少，本次不详细介绍。