汽車零部件高分子材料在長期光照下易老化，傳統(tǒng)戶外曝曬周期長，難以滿足快速開發(fā)需求。本研究使用紫創(chuàng)測控luminbox的金鹵燈大面積環(huán)境箱用太陽光模擬設(shè)備，對(duì)三種典型高分子材料進(jìn)行加速老化試驗(yàn)，并與美國亞利桑那、佛羅里達(dá)戶外曝曬進(jìn)行對(duì)比，分析其黃變相關(guān)性及加速倍率，旨在為汽車零部件耐候性能的快速評(píng)估與驗(yàn)證提供可靠依據(jù)。

試驗(yàn)材料

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選取三種汽車零部件透明高分子材料：CN（聚碳酸酯）、SN（聚苯乙烯）、Lot9（聚苯乙烯）。CN為國內(nèi)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)參照樣，SN為通用級(jí)材料，Lot9為國際通用的氙燈老化測試標(biāo)準(zhǔn)樣。

試驗(yàn)設(shè)備

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試驗(yàn)樣品放置

采用金鹵燈大面積環(huán)境箱用太陽光模擬系統(tǒng)，系統(tǒng)包括艙體、陽光輻射系統(tǒng)、模擬內(nèi)飾件氣候條件的試驗(yàn)箱（IP/DP 箱）等組件。輻射系統(tǒng)采用12盞2500W金屬鹵素?zé)簦庾V范圍符合DIN75220標(biāo)準(zhǔn)。IP/DP箱可模擬車廂內(nèi)環(huán)境，箱外直接暴露區(qū)域模擬外飾件條件。

試驗(yàn)方案

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1.陽光模擬試驗(yàn)

分為IP/DP箱內(nèi)（模擬汽車內(nèi)飾條件）和IP/DP箱外（模擬汽車外飾條件）兩種放置方式，分別進(jìn)行干態(tài)與濕態(tài)循環(huán)試驗(yàn)，總周期為25天和50天。

2.戶外自然曝曬

AIM BOX/亞利桑那：采用GMW3417自然曝曬試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)方法，試樣置于帶玻璃窗的AIM BOX中，曝曬250天。

佛羅里達(dá)：采用SAE J1976A自然曝曬試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)方法方法，試樣直接置于標(biāo)準(zhǔn)曝曬架上，曝曬360天。

性能評(píng)估

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使用分光測色儀測量試樣的黃變值（Δb），采用Δb定量評(píng)價(jià)材料老化程度，參照SAEJ1545標(biāo)準(zhǔn)，測量樣品測試前后的b 值（黃藍(lán)相），按公式Δb=b?-b?計(jì)算，每次測量3 次取平均值。其中b?為初始黃藍(lán)偏向值，b?為老化后值。黃變值越大，表明材料老化越嚴(yán)重。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

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1.黃變值變化趨勢

陽光模擬試驗(yàn)后樣品

所有試樣在陽光模擬與戶外曝曬后均出現(xiàn)不同程度的黃變。SN材料的黃變值最高，說明其耐老化性能相對(duì)較差。在IP/DP箱外直接暴露的試樣黃變更顯著，主要因輻照強(qiáng)度更高且無玻璃過濾。

2.相關(guān)性分析

陽光模擬（IP/DP 箱外）與戶外曝曬試驗(yàn)的相關(guān)系數(shù)

使用皮爾遜相關(guān)系數(shù)評(píng)估陽光模擬與戶外曝曬之間的關(guān)聯(lián)程度：

IP/DP箱內(nèi)模擬與亞利桑那曝曬：相關(guān)系數(shù)達(dá)0.97～1.00，呈高度相關(guān)。兩者環(huán)境條件相似，均處于半封閉箱體中，受控于相似的溫度與輻照條件。

IP/DP箱外模擬與佛羅里達(dá)曝曬：相關(guān)系數(shù)最高達(dá)0.99，亦為高度相關(guān)。試樣均直接暴露于自然或模擬光照下，環(huán)境因素一致。

3.加速倍率分析

以相同黃變值所需時(shí)間計(jì)算加速因子（A_F）：

IP/DP箱內(nèi)模擬與亞利桑那曝曬：平均加速倍率約為3倍。例如，1個(gè)周期（25天）模擬試驗(yàn)的老化程度相當(dāng)于亞利桑那曝曬250天35%～40%的效果。

IP/DP箱外模擬與佛羅里達(dá)曝曬：平均加速倍率約為7倍。1個(gè)周期模擬試驗(yàn)可達(dá)佛羅里達(dá)曝曬360天50%～55%的老化程度。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

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金鹵燈大面積環(huán)境箱用太陽光模擬試驗(yàn)與典型戶外曝曬具有高度相關(guān)性，可為汽車零部件耐候性能的快速評(píng)估提供可靠依據(jù)。在模擬內(nèi)飾條件下，試驗(yàn)與亞利桑那曝曬的加速倍率約為3倍；在模擬外飾條件下，與佛羅里達(dá)曝曬的加速倍率約為7倍。材料類型對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有顯著影響，SN材料在濕熱條件下表現(xiàn)更為敏感。

綜上，本研究基于汽車零部件的3 種典型高分子材料，驗(yàn)證了汽車零部件金鹵燈陽光模擬試驗(yàn)與海外典型氣候戶外曝曬的高度相關(guān)性，其中干熱環(huán)境下加速倍率約3 倍，濕熱環(huán)境下約7 倍?？蔀槠嚵悴考秃蛐阅艿目焖僭u(píng)估提供可靠依據(jù)。

Luminbox大面積環(huán)境艙/環(huán)境箱用太陽光模擬

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紫創(chuàng)測控Luminbox大面積環(huán)境艙/環(huán)境箱用太陽光模擬，以全維度適配性與精準(zhǔn)控制能力為核心，精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)自然太陽光特性，可為汽車樣品提供高效專業(yè)光照模擬解決方案。

采用金鹵燈，性價(jià)比高，測試成本低，周期短

每個(gè)燈源有一套電源控制系統(tǒng)，輻照度可單獨(dú)控制

測試過程中，輻照度數(shù)據(jù)可跟蹤記錄，輻照量達(dá)到要求后，可自動(dòng)停止測試

可設(shè)定溫度、運(yùn)行時(shí)長、累計(jì)輻射強(qiáng)度參數(shù)等

紫創(chuàng)測控Luminbox大面積環(huán)境艙/環(huán)境箱用太陽光模擬已廣泛應(yīng)用于汽車、航天航空、太陽能電池等領(lǐng)域。未來，紫創(chuàng)測控將持續(xù)優(yōu)化光源技術(shù)與控制算法，進(jìn)一步為用戶提供更高效的環(huán)境試驗(yàn)光照支持。