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汽車內(nèi)飾件實驗室光源加速老化試驗
發(fā)布時間:2021-12-13 390
  汽車內(nèi)飾件作為汽車產(chǎn)品的重要組成部分,其主要包括儀表板、副儀表板、方向盤、立柱護板﹑項棚、座椅面料、地毯、安全帶和車內(nèi)燈等。組成汽車內(nèi)飾件的常見材料主要有塑料、皮革、織物三類。
 
  內(nèi)飾件影響著汽車的觀賞性以及乘坐的舒適性,除滿足自身功能以外,還應讓用戶感到舒適方便。內(nèi)飾件的好壞與否往往決定了用戶對某款產(chǎn)品的第一印象。因此,內(nèi)飾件的環(huán)境可靠性對于汽車的銷售和用戶使用起著至關重的影響,研究汽車內(nèi)飾件在自然環(huán)境中的耐候性有著重要的意義。
 
  目前,評價汽車內(nèi)飾件耐候性的試驗方法主要有兩種,即自然氣候曝露老化試驗和實驗室光源加速老化試驗。前者相比于后者,可綜合多種影響因素,更接近于實際環(huán)境,得到的實驗結果一般比較可靠。但其主要缺點就在于試驗周期太長(一般要幾年),無法滿足現(xiàn)代生產(chǎn)中高效快速的要求。
 
  而實驗室光源加速老化的主要優(yōu)點就體現(xiàn)在試驗周期短(一般幾百到幾千小時),且操作簡便,試驗重現(xiàn)性好。正是基于上述原因,國內(nèi)外絕大多數(shù)汽車生產(chǎn)廠家采用了實驗室加速老化以主,并輔以整車戶外曝的結果來考核汽車內(nèi)飾件耐候性能。
 

  1、引起內(nèi)飾件老化的主要因素

 

  1.1日光輻射

 
  到達地球表面的日光的波長范圍在295nm-3000nm之間,分為紫外.可見光、紅外三個部分。其中295nm-385nm范圍內(nèi)的于紫外輻射,其能量占到日光總輻射能量的4%—7I%。這部分日光輻射雖然占的比重不大,但是卻對于老化結果產(chǎn)生了至關重要的影響。
 
  一般說來,紫外輻射波長越短,能量越大,其破壞能力也相應越強。正因為如此,在進行實驗室光源加速老化時,總是使光源的紫外部分的能量分布盡可能的接近自然光。
 
  另外,對于汽車內(nèi)飾件而言,我們還應當注意到車玻璃的濾光作用。正常情況下,車玻璃會吸收所有小于320nm的紫外線。在實驗室光源老化過程中,如果光源的截止點選取過低,則會產(chǎn)生實際情況下不會發(fā)生的老化。
 

  1.2溫度

 
  這里的溫度包含了兩個方面,一方面指的是周圍環(huán)境溫度,另一方面指的是內(nèi)飾件表面溫度。后者對于內(nèi)飾件的老化過程的影響遠遠超過前者。
 
  根據(jù)戶外氣候曝露老化試驗數(shù)據(jù)顯示,不同位置和不同顏色的內(nèi)飾件表面溫度會有很大的差異。但是經(jīng)過長時間暴露后,內(nèi)飾件的表面最高溫度一般都會超過75℃,最高的會達到110℃左右。
 

  1.3 濕度

 
  對于內(nèi)飾件而言,水分主要以濕和露的形式作用于零件表面。水分的吸收和脫附狀態(tài)交替出現(xiàn)會導致零部件產(chǎn)生應力破碎,水分的結冰和解凍過程循環(huán)出現(xiàn)則會導致涂層剝離脫落、部件開裂。一般說來,一年中內(nèi)飾件會有相當?shù)臅r間處于濕潤狀態(tài)。
 

  1.4內(nèi)飾件在車內(nèi)所處位置

 
  內(nèi)飾件處于車內(nèi)不同位置,輻射度、溫濕度等環(huán)境因素有很大的不同。一般根據(jù)內(nèi)飾件所接收的日光照射情況,將內(nèi)飾件所處的區(qū)域分為三個區(qū)域:間接輻射區(qū)(如地毯)、側面直接輻射區(qū)(如門板上部)、直接輻射區(qū)(如儀表板)。在實驗室加速老化過程中,往往是通過對試驗時間長度的控制來區(qū)分不同區(qū)域的老化過程。
 

  2、實驗室光源加速老化試驗

 

  2.1碳弧燈加速老化試驗

 
  碳弧燈是最早應用于實驗室加速老化的光源。碳弧燈分為封閉式和開放式兩種。封閉式碳弧燈有單弧和雙弧兩種,但無論是開放式還是封閉式碳弧燈,其光譜較自然光還是有很大的差距。
 
  另外,使用碳弧燈加速老化設備,需要每天更換碳棒和清潔濾鏡,還需要定期更換濾鏡。因此,無論從效果還是運用維護成本來說,碳弧燈都不是最優(yōu)的選擇。目前,主要的汽車廠家都已經(jīng)停止了碳弧燈加速老化試驗。目前仍然進行,考核內(nèi)飾件耐候性的主要以日系車廠為主。
 

  2.2氤弧燈加速老化試驗

 
  氬弧燈采用的是石英球罩密封,與碳弧燈設備無法控制光強度不同,年弧燈設備不僅可以通過光學過濾控制能量的光譜分布,還能通過調(diào)節(jié)功率控制光強度。
 
  氬弧燈的紫外光譜和可見光譜與自然光譜非常接近,是目前所有實驗室光源中最接近的,模擬效果比較好。氬弧燈產(chǎn)生的光譜必須經(jīng)過濾光玻璃過濾來減少不需要的光譜成分,使用不同類型的玻璃過濾器可得到不同的光譜分布。常用的3種類型濾光玻璃為:日光玻璃、窗玻璃和紫外延伸玻璃。對于內(nèi)飾件,采用窗玻璃濾光器居多。
 
  根據(jù)冷卻方式不同,氬弧燈加速老化設備可以分為水冷式和風冷式。一般說來,水冷式冷卻效果好,運行安靜,且冷卻水可以有效減少了氬弧燈釋放的過多的紅外能量,有助于保持試驗樣品的溫度穩(wěn)定。但水冷式冷卻系統(tǒng)較復雜,冷卻水需要純度很高的去離子水,運行成本高。相比較而言,風冷式簡單、經(jīng)濟,但運行時鳳機產(chǎn)生的噪聲偏大。
 
  根據(jù)試驗樣品安放方式不同,氬弧燈設備又可以分為旋轉式和平放式。旋轉式試樣安放裝置在運行過程中繞著氤弧燈轉動,因而試樣能獲得較均勻的照射。平放式試驗樣品的位置是固定不動的,不同位置的試樣受到的輻照有差異,為了使樣品所受的輻射均勻,需要在整個試驗周期內(nèi)定期停機對樣品手動更換位置,因而,會對試驗的精度造成一定的影響。
 
 
碳弧燈加速老化試驗


  2.3紫外燈加速老化試驗

 
  紫外燈是由波長為254nm的低壓汞燈加入熒光物質(例如磷的共存物)構成,低壓汞弧激發(fā)熒光物質發(fā)光使發(fā)射出來的光在較窄的波長區(qū)間產(chǎn)生連續(xù)光譜。光譜一般只有一個波峰。產(chǎn)生光譜的能量分布取決于熒光物質的發(fā)射光譜和玻璃的紫外透過性巴
 
  紫外燈加速老化主要是為了研究紫外輻射對于試件老化的影響,其在紫外光譜段所發(fā)射的能量占其總能量輸出的絕大部分。因此,其對于陽光的模擬性不如氤弧燈好,但由于紫外輻射對于內(nèi)飾件的老化占據(jù)了主導地位,且紫外燈加速老化試驗成本低,速度快,在實踐中也得到了大量的運用。
 

  3、實驗室光源加速老化試驗舉例

 
  美國機動車工程師學會(SAE)標準SAE J2412是典型的汽車內(nèi)飾件氬弧燈加速老化試驗標準,在汽車行業(yè)內(nèi)得到了廣泛的認可。
 

  3.1 試驗條件

 
  該試驗一個循環(huán)為4.8小時,其中3.8為光照期,用于模擬晝間內(nèi)飾件曝曬情形,另外1小時為黑暗期,用于模擬夜間內(nèi)飾件無光照射情形。實驗過程中兩個階段交替往復運行。整個試驗需要進行的時間,則需要根據(jù)具體的部件來確定,一般從數(shù)百小時到數(shù)千小時不等。
 

  3.2試驗后評價

 
  目前,內(nèi)飾件進行老化試驗后的評價主要包括兩個方面,即外觀評價和性能測試。由于內(nèi)飾件一般不是重要的功能部件,試驗后常采用的評價方式仍以外觀評價為主。常見的評價方法是評價灰卡等級(考察褪、變色程度),觀察表面是否有開裂,粉化,龜裂、發(fā)粘、析出等缺陷產(chǎn)生。
 
  需要注意的是,由于外觀評價主觀性較大,通常需要多人重復評價以確保結果的可信度。
 

  4、總結

 
  實驗室光源加速老化可以在較短時間內(nèi),獲得近似于自然氣候老化試驗的結果,能快速的對內(nèi)飾件的耐候性能作出評價,大大縮短了新產(chǎn)品的研發(fā)周期。在各種條件允許的情況下,應優(yōu)先考慮選擇氤弧燈作為內(nèi)飾件老化光源。
 
  同時,建立客觀公正的評價方法也是不容忽視的。中科檢測除了有開展老化試驗之外,還提供光伏檢測、可靠性測試、毒理檢測等服務。中科檢測團隊高效運作流程,以更短的周期完成檢測工作,檢測報告及時配送到您的手中。


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