汽车材料的氙灯老化试验

  新闻资讯     |      2021-03-22 06:47:08
汽车材料,特别是非金属材料(塑料、橡胶和漆膜等)在使用过程中,会受到各种气候环境的影响,不可避免地会出现不同程度的老化。为了延缓汽车零部件及其材料的老化,研究环境老化对于材料性能的影响,往往通过户外曝晒试验来预测其使用寿命。然而户外曝晒试验试验周期较长,难与整车开发进度相匹配。因此,实验室通常采用加速老化试验模拟和强化户外环境因素等方法,缩短试验周期,适应于当前汽车行业新产品更新日益快速的需求。

 

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汽车材料的老化因素主要有以下几点:
1.光照辐射的影响
太阳光以光波的形式在空气中传播,光波的能量与频率成正比,与波长成反比。在太阳光谱中,波长短的紫外线具有较强的能量,它虽然只有太阳总辐射量的1%左右,但其对非金属材料的影响很大。非金属材料的大分子链吸收紫外线的能量,按自由基机理进行分解,导致出现氧化、臭氧化、水解等现象。同时,聚合物的结晶取向、结晶大小、结晶构造等也都会受到影响,从而使材料的性能下降。以汽车仪表盘材料为例,汽车仪表板材料实际接受的光照辐射是间接光辐射,阳光穿过汽车风挡玻璃才能照射到汽车仪表板上。在此过程中,阳光部分被玻璃反射,部分被玻璃吸收,剩下透过玻璃的部分才会对仪表板材料的老化产生影响。
2.温度的影响
(1)温度产生的热能促使高分子化学键断裂,导致材料降解。在较高温度下,分子的活性较大,易引发热老化反应。
(2)温度影响化学反应的速度,高温将加速光对汽车老化的作用。一般认为,材料的温度每升高10℃,化学反应的速度就会提高1~3倍。
(3)热循环能加速汽车非金属材料的老化进程,温度的周期性变化会使材料产生机械内应力,从而导致汽车非金属零部件出现不同程度的尺寸变化,极端的高低温循环还会扩大原有缺陷,产生变形或开裂等缺陷。汽车内饰材料的温度往往会比汽车外饰材料更高,而仪表板材料为内饰件中受阳光照射影响较强烈的部位,极限温度有时甚至会超过100℃。因此,温度是影响汽车仪材料光老化的重要因素。
3.湿度的影响
汽车的工作环境比较复杂,需要适应各种天气,雨淋对汽车外部材料特别是漆膜的影响较大。汽车内饰材料基本不会受到雨水的影响,汽车内部空气的相对湿度也不会很高。因此,在影响汽车内饰材料老化的因素中,湿度是一个相对次要的因素。
以上是仪表板材料老化的影响因素,汽车在实际使用时,自然环境条件复杂多变,汽车的种种老化现象都是多种环境因素综合作用的结果。
实验室通常用氙灯老化仪作材料光加速老化试验。其原理是利用水冷型氙灯模拟太阳照射和人工日光,并通过调节控制温度和湿度以达到加速试验的目的。




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