汽车材料的氙灯老化试验

2020-6-29

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。

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。


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