一、什么是老化試驗?
老化試驗,是通過施加高于正常使用水平的環境應力(如紫外線、高溫、高濕),在較短時間內加速材料性能退化,從而預測其在真實環境中的使用壽命。
核心邏輯:
“用幾周的實驗室折磨,換幾年的市場安心。”
二、三大主流老化試驗全解析
1. 紫外老化試驗
模擬對象:陽光中的紫外線對材料的破壞
適用材料:塑料、涂料、橡膠、紡織品、光伏背板等
核心機制:
UV 光子能量打斷高分子鏈 → 材料變色、粉化、開裂;
尤其對芳香族聚合物(如ABS、PC)破壞顯著。
常用標準:
ASTM G154(熒光紫外燈)
ISO 4892-3(國際通用)
SAE J2020(汽車內飾)
典型條件:
光源:UVA-340(最接近太陽光截止波長)
循環:8h UV @ 60°C + 4h 冷凝 @ 50°C
時長:500–2000 小時(汽車件常要求 ≥1000h)
關鍵點:UVB-313 雖加速快,但易引發非自然老化,慎用于戶外產品驗證。
2. 高溫老化試驗
模擬對象:長期高溫對材料/電子元器件的熱氧化與性能衰減
適用對象:電線電纜、電機繞組、電池、密封膠、電子元件
核心機制:
高溫加速氧化反應 → 材料硬化、脆化、絕緣下降;
電子器件參數漂移(如電阻值變化、電容漏電)。
常用標準:
IEC 60216(電氣絕緣材料熱壽命)
GB/T 2423.2(電工電子產品高溫試驗)
UL 746B(相對溫度指數 RTI 評估)
典型條件:
溫度:70℃、105℃、125℃、150℃(按材料耐溫等級選)
時間:168h(7天)、1000h、5000h
方式:空氣烘箱,靜態或帶負載
3. 濕熱老化試驗
模擬對象:高溫高濕環境下的水解、腐蝕、電化學遷移
適用對象:PCB電路板、連接器、光伏組件、戶外燈具、醫療設備
核心機制:
水汽滲透 → 材料吸濕膨脹、膠粘劑水解;
離子污染物 + 水膜 → 電化學遷移(枝晶短路);
金屬觸點氧化、霉菌滋生。
常用標準:
IEC 60068-2-78(恒定濕熱)
JESD22-A101(電子器件)
IEC 61215(光伏組件,要求 1000h 雙85)
典型條件:
“雙85”:85℃ / 85% RH(行業默認嚴酷等級)
時間:500h、1000h、2000h
進階:THB(高溫高濕偏壓)、HAST(高加速應力)
關鍵指標:絕緣電阻下降、漏電流增大、外觀起泡/霧化。
三、如何選擇?一張表幫你決策
| 產品使用場景 | 主導老化因素 | 推薦試驗組合 |
|---|---|---|
| 戶外塑料外殼(路燈、充電樁) | 紫外 + 高溫 | UV老化 + 高溫老化 |
| 南方家用電器 | 濕熱 + 霉菌 | 濕熱老化 + 霉菌測試 |
| 汽車發動機艙線束 | 高溫 + 振動 | 高溫老化 + 振動測試 |
| 光伏背板 | 紫外 + 濕熱 | UV老化 + 雙85濕熱 |
| 手機充電器(全球銷售) | 濕熱 + 高溫 | 雙85 + 70℃高溫存儲 |
| 醫療器械(熱帶地區) | 濕熱 + 無菌包裝老化 | 濕熱 + 實時/加速老化 |
四、進階趨勢:從單一應力到多場耦合
現實環境從來不是“單打獨斗”,未來老化試驗正走向復合化:
UV + 濕熱循環:模擬晝夜交替(白天暴曬,夜晚結露);
高溫 + 濕熱 + 電載荷:驗證帶電設備在熱帶運行可靠性;
鹽霧 + UV:沿海地區戶外設備綜合驗證;
AI壽命預測:基于早期老化數據,建模推算10年衰減曲線。
結語:真正的耐用,經得起時間的“作弊”
老化試驗,是一場與時間的談判。
它不靠玄學,只用數據說話;
它不求驚艷,只求在歲月流逝中,依然可靠如初。
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