氙灯老化测试参数 辐照度 黑标温度 喷淋周期

氙灯老化测试的三大核心参数正是辐照度、黑标温度和喷淋周期。它们共同模拟了阳光、温度和湿气对材料老化的综合影响。就像做菜有不同配方，根据产品的最终使用环境和测试标准，参数的设定也会有所不同。

以下是我为你整理的三个核心参数的常用设定范围、不同测试标准的典型值及其参考来源。

? 氙灯老化测试核心参数速查表

1. 辐照度 (Irradiance)

• 参数释义
  辐照度，也叫光照强度，是指单位面积上接收到的辐射功率，它决定了光源的老化“强度”。

• 表达方式与范围

  • 窄带 (最常用): 通常控制在 0.30 - 1.50 W/m²·nm 的范围内。具体波长点有：

    • @340nm：最常用的监测点（模拟紫外线，典型值 0.35-0.80 W/m²·nm）。

    • @420nm：有时用于模拟透过玻璃的日光或特定材料测试（典型值 1.10 W/m²·nm）。

  • 宽带 (较少用): 总辐照度通常在 550 - 1200 W/m² 的范围内（对应约300-800nm或290-800nm波段）。例如，在一个通用标准中，300-890nm波段的典型值设定为1000±200 W/m²。

• 不同标准典型值（@340nm）

  • ISO 4892-2 (塑料)：常用 0.51 W/m²·nm。

  • ASTM G155 (通用)：常用范围为 0.30 - 0.75 W/m²·nm。

  • SAE J2527 (汽车外饰)：典型值为 0.55 W/m²·nm。

  • 高辐照度 (加速)：在特定标准下，如模拟沙漠环境，辐照度可设为 1.20 W/m²·nm。

2. 黑标/黑板温度 (Black Standard/Black Panel Temperature)

• 参数释义
  黑色传感器吸收光能后测得的材料表面温度，模拟的是物体在光照下的实际受热情况，与箱体空气温度是两个不同的概念。

• 表达方式与范围
  温度通常控制在 55 - 80℃ 的范围内，可延伸至100℃。常用允差为±3℃。

• 不同标准典型值

  • 通用标准 (ISO, ASTM, GB/T)：光照阶段的黑标/黑板温度典型值为 63℃或 65℃。同时，也存在用于极端测试的更高温度参考值，如100℃。

  • SAE J2527 (汽车外饰)：光照阶段的黑板温度典型值为 70℃。

  • 材料差异：在ASTM G155标准中，黑板温度在光照阶段通常设定在50-70℃的范围。ISO 4892-2标准会根据滤光系统不同有所调整（如窗玻璃滤光为55±3℃）。

3. 喷淋/黑暗周期 (Spray/Dark Cycle)

• 参数释义
  喷淋周期用来模拟降雨、露水或冷凝对材料的冲刷和侵蚀效应。黑暗周期则是模拟夜间无光照的条件，是更复杂循环的一部分。

• 表达方式与设置

  • 喷淋周期格式: 通常表示为“喷淋时间 / 不喷淋时间”，例如 102分钟光照（不喷淋）+ 18分钟光照+喷淋。也有一些标准会包含单独的黑暗周期。

  • 喷淋水质要求: 对喷淋水质有较高要求，通常使用去离子水或蒸馏水，以减少杂质在样品表面留下斑点。

• 不同标准典型值

  • 通用标准 (ISO, ASTM, GB/T)：常见的简单循环为 每102分钟光照周期中，喷淋18分钟。

  • SAE J2527 (汽车外饰)：这是一个更复杂的 180分钟循环，具体步骤如下：

    1. Step 1：60分钟黑暗 + 前后喷淋 (湿度 95%)。

    2. Step 2：40分钟光照 (辐照度 0.55 W/m²·nm@340nm)。

    3. Step 3：20分钟光照 + 正面喷淋。

    4. Step 4：60分钟光照。

    • 注：在SAE J2527中，光照阶段的黑板温度设定为70℃，空气温度为47℃；黑暗阶段的黑板温度降至38℃，空气温度为38℃。

  • 其他可能设置：根据不同标准，也可能遇到“5分钟喷淋/25分钟干燥”（模拟特殊场景）或12分钟喷淋/48分钟干燥；或者 “光照3.8小时，黑暗1小时”（标准范例）等，多种设置。

  • AATCC TM16 (纺织品)：标准范例：“光照3.8小时，黑暗1小时”。

? 几个核心标准速览

• ISO 4892-2：国际通用基准，用于塑料等材料，是很多其他标准的基础。

• ASTM G155：美国常用，通用性强，适用于多种非金属材料。

• SAE J2527：汽车行业专用，通过复杂的温湿度循环模拟外饰件严苛的室外环境。

• GB/T 16422.2：中国国家标准，与ISO 4892-2基本等同。

? 如何确定你的测试参数？

一个基本原则是：根据产品应用场景和合同约定的测试标准来确定。
在设定测试参数前，请务必明确你将要参考的测试标准。标准通常会给出针对不同应用场景（如户外直接暴晒、室内透过玻璃、汽车外饰等）的多种测试循环（Cycle），你需要选择最匹配的那一个，然后严格遵循其要求设置所有参数。

⚙️ 一个典型的参数设置流程

以典型的中性通用标准为例，操作步骤大致如下:

1. 设定温度: 如黑板/黑标温度 63℃。

2. 设定喷淋周期: 如 18分钟/102分钟。

3. 设定总试验时间: 如 50小时或更长。

4. 安装并设定辐照度: 将辐照探头安装在样品架上并设定辐照度值。

5. 安置样品: 将样品固定在样品架上，黑板温度计应放置在样品附近。

6. 启动测试: 关闭箱门，启动设备并观察参数是否稳定。

✅ 校准与水质的重要性

为确保结果准确，在测试开始前和定期维护中，必须使用标准件对设备进行校准。辐照度偏差通常要求≤±10%，这在ISO 4892-2和ASTM G155等标准中有明确规定。

此外，使用纯净的喷淋水至关重要。如果水中含有固体或离子杂质，可能会在样品表面留下无法去除的斑点，影响外观评级。