在材料長期戶外使用過程中，光照、溫度與濕度是導(dǎo)致其性能劣化的三大主要環(huán)境因素。為評(píng)估材料（尤其是塑料、涂料、紡織品、汽車外飾件等）在日光照射下的耐候性，碳弧燈老化試驗(yàn)（Carbon Arc Weathering Test）作為一種經(jīng)典的人工加速老化方法，被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品質(zhì)量控制與壽命預(yù)測。

盡管近年來氙燈老化逐漸普及，但碳弧燈因其光譜特性接近太陽光紫外區(qū)，仍被部分行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如早期的 ASTM G152、JIS D 0205 等）所采用，尤其在日本、東南亞市場及部分傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域仍有廣泛應(yīng)用。

然而，試驗(yàn)后的科學(xué)檢驗(yàn)才是碳弧燈老化測試的核心環(huán)節(jié)。只有通過系統(tǒng)、全面的檢測，才能準(zhǔn)確判斷材料是否滿足使用要求。本文將詳細(xì)解讀碳弧燈老化試驗(yàn)后必須進(jìn)行的關(guān)鍵檢驗(yàn)項(xiàng)目及其評(píng)估方法。

一、碳弧燈老化試驗(yàn)簡介

• 原理：利用碳棒電弧產(chǎn)生的強(qiáng)光模擬太陽光，特別是紫外線部分，結(jié)合周期性噴水（模擬雨水）和溫度控制，加速材料老化。

• 常見標(biāo)準(zhǔn)：

• ASTM G152：非封閉式碳弧燈暴露試驗(yàn)方法

• JIS D 0205：汽車零部件耐候性試驗(yàn)方法（日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）

• GB/T 7762（部分引用）：塑料耐候性測試參考

• 典型條件：

• 光照周期：4小時(shí)光照 + 4小時(shí)光照+噴水

• 溫度：黑板溫度約 63°C

• 濕度：通過噴水控制

• 時(shí)間：50h、100h、300h、500h 或更長

二、老化后核心檢驗(yàn)項(xiàng)目

碳弧燈老化后的檢驗(yàn)應(yīng)涵蓋外觀、力學(xué)性能、化學(xué)結(jié)構(gòu)與功能特性四大類，具體如下：

(1）顏色變化（Color Change）

• 檢測方法：

• 使用 色差儀（如 BYK-mac、Datacolor）測量老化前后樣品的 L*a*b* 值；

• 計(jì)算色差 ΔE*：

  $$\mathrm{\Delta }{?}^{?}=\sqrt{(\mathrm{\Delta }{?}^{?}{)}^2+(\mathrm{\Delta }{?}^{?}{)}^2+(\mathrm{\Delta }{?}^{?}{)}^2}$$

• 判定標(biāo)準(zhǔn)：

• ΔE* < 1.0：肉眼幾乎無變化（優(yōu)）

• 1.0 ≤ ΔE* < 2.0：輕微變色（可接受）

• ΔE* ≥ 3.0：明顯變色（不合格）

• 常見現(xiàn)象：黃變（Δb*↑）、褪色（ΔL*↑）、失光（ΔL*↓）

（2）光澤度變化（Gloss Loss）

• 檢測方法：

• 使用 光澤度儀 在 60° 角測量老化前后光澤值；

• 計(jì)算保留率：

  $$\text{光澤保留率}=\frac{{?}_{\text{after}}}{{?}_{\text{before}}}\times 100\mathrm{\%}$$光澤保留率=GbeforeGafter×100%

• 判定標(biāo)準(zhǔn)：

• 保留率 > 80%：良好

• 50% ~ 80%：一般

• < 50%：嚴(yán)重失光，可能伴隨粉化

(3）表面缺陷觀察

• 檢測方法：目視或放大鏡（4~10倍）檢查

• 常見缺陷：

• 粉化（Chalking）：表面形成白色粉末，常見于涂料

• 裂紋（Cracking）：龜裂、微裂紋

• 起泡（Blistering）：涂層與基材分離

• 剝落（Peeling）：表層脫落

• 變脆：邊緣易碎裂