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            【技術帖】車用非金屬材料的老化性能測試方法解析

            樓主:汽車材料網 時間:2021-11-09 12:28:40


            在汽車輕量化發展的大背景下,車用材料也從原來的金屬材料轉為金屬、非金屬等多材料混合應用。紡織品、塑料、橡膠等非金屬材料在汽車上的應用也越來越多,且應用范圍不斷擴大。


            在節能環保和輕量化發展的要求下,塑料等輕質材料從作為內飾件逐漸擴展到部分外飾件,甚至許多覆蓋件;應用部件也從原來的門把手等小型部件擴展到發動機罩蓋等大型零部件。


            隨著非金屬材料從原來的小型裝飾件到現在大型結構件的拓展,材料選擇帶來的安全性問題也逐步受到關注。


            許多人會問:用塑料件真的安全嗎?因此,塑料等非金屬材料的老化性能檢測顯得尤為重要。老化檢測是材料可靠性檢測的一部分,是模擬產品在現實使用條件中涉及到的各種因素對產品產生老化的情況進行相應條件加強實驗的過程。


            車用塑料等非金屬材料老化降解的主要因素有三個:溫度、濕度、日光輻射。測試方法主要分成兩部分:自然老化測試和人工加速老化測試。


            1. 自然老化測試

            (1)整車暴曬


            整車暴曬是模擬汽車最終使用環境條件的最佳方式。在整車暴曬過程中,所有的材料和零部件的分布跟使用情況保持一致,在老化過程中相互作用,老化速度和類型最接近于實際情況,加速度最小。因此,試驗結果與實際使用狀況的吻合程度最高。



            (2)材料及零部件暴曬


            常用的就是直接靜態暴露,暴曬的方式又可以分為有背板、無背板、黑箱暴曬等。一般將部件整體進行測試,而不繼續拆分零件單元。對于內飾件,要靠考慮玻璃系統。由于不同玻璃對光的透過率不同,座椅、方向盤、儀表板等部件不能直接暴曬,而是透過玻璃進行測試。


            圖 不同類型汽車玻璃的紫外線透過率(資料來自于ATLAS氣候服務集團)


            2. 人工加速老化測試

            (1)紫外老化測試


            采用熒光紫外燈為光源(有UVA,UVB不同型號燈源),通過模擬自然陽光中的紫外輻射和冷凝,對材料進行加速耐氣候性試驗。


            紫外老化測試可以再現陽光、雨水和露水所產生的破壞。設備通過將待測材料曝曬放在經過控制的陽光和濕氣的交互循環中,同時提高溫度的方式來進行試驗。試驗設備采用紫外線熒光燈模擬陽光,同時還可以通過冷凝或噴淋的方式模擬濕氣影響。用來評估材料在顏色變化、光澤、裂紋、起泡、催化、氧化等方面的變化。


            紫外老化試驗箱


            (2)濕熱老化


            濕熱老化檢驗產品對溫暖潮濕的環境的適應能力。高溫高濕條件下,水分子較為活躍,較容易滲入材料內部,造成膠黏劑、增塑劑等的溶解,或者水分子堆積造成水泡等問題。一般使用濕熱老化試驗箱要求在一定溫度下(40-60℃),保持較高濕度(90%RH以上)進行測試。


            熱老化實驗箱


            (3)臭氧老化檢測


            臭氧老化就是將試樣暴露于密閉無光照的含有恒定臭氧濃度的空氣和恒溫的試驗箱中,按預定時間對試樣進行檢測,從試樣表面發生的龜裂或其它性能的變化程度,以評定試樣的耐臭氧老化性能。


            臭氧老化箱


            (4)氙燈老化檢測


            氙燈老化測試就是評定戶外無遮蔽使用和儲存的設備經受太陽輻射熱和光學效應的能力。影響的范圍包括待測物的電性功能是否正常,材料結構是否變形或損壞,為了驗證待測測物表面材料經過日光長期曝曬后出現顏色退化,通常在試驗前與試驗后均以色差儀進行顏色變異程度量測試。


            氙燈老化機


            (5)碳弧燈老化檢測


            碳弧燈分為兩種,一種是封閉式碳弧燈,一種是陽光型碳弧燈。前者最初用于紡織品耐光測試,后者最初用于涂層的耐光性測試。碳弧燈由于其光譜能量分布不如氙燈接近于自然光,且燈管濾鏡需要定時清洗、更換等缺點,已經逐漸地被冷落淘汰,在日本的一些標準以及一些紡織品老化標準中還有應用。


            上海桑塔納轎車保險杠的老化性能試驗及指標


            相關測試標準:

            來源:汽車材料網

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