在現代汽車工業中，非金屬材料的應用已無處不在：從儀表板、門板、中控臺、座椅表皮到保險杠、格柵、車燈外殼，塑料、皮革、織物、橡膠和復合材料構成了汽車內飾與外飾的主體。它們不僅決定了車輛的美觀、舒適和人機交互體驗，更承擔著重要的功能與安全角色。

然而，這些材料長期暴露在嚴苛的自然環境中，尤其是強烈的太陽光輻射和由此產生的高溫，是導致其老化、劣化的最主要因素。陽光中的紫外線（UV）會破壞高分子鏈，高溫會加速化學反應和物理形變，兩者協同作用，極易引發材料變色、失光、龜裂、粉化、脆化、變形和氣味釋放，嚴重影響車輛的品質感、使用壽命和駕乘安全。為了確保汽車非金屬部件在漫長生命周期內的可靠性，高溫暴曬老化測試成為汽車研發與質量控制中不可或缺的關鍵環節。

一、 為何汽車非金屬材料必須進行高溫暴曬測試？

1. 極端使用環境： 汽車停放在烈日下時，儀表板表面溫度可達80°C以上，車內空氣溫度可超過60°C。這種“溫室效應”遠超材料常規使用溫度。

2. 光化學降解： 太陽光中的紫外線（特別是290-400nm波段）能量高，能直接打斷塑料、橡膠、染料等分子的化學鍵，導致材料黃變、粉化、強度下降。

3. 熱氧老化： 高溫加速了材料與氧氣的反應（氧化），使材料變硬、變脆，失去彈性。

4. 綜合應力： 暴曬過程是光、熱、濕、氧等多種因素的協同作用，其破壞力遠大于單一因素。

5. 功能與安全風險： 材料老化可能導致：

• 內飾： 儀表板開裂、中控屏反光、皮革脫落、釋放有害揮發物（VOC）和異味。

• 外飾： 保險杠褪色、燈罩霧化、密封條失效導致漏水漏風。

• 結構件： 強度下降，影響碰撞安全。 




二、 高溫暴曬測試的核心方法


6. 汽車非金屬材料的高溫暴曬測試主要分為兩大類：自然曝曬和人工加速老化。

7. 1. 自然曝曬測試（Real-World Exposure）

8. 原理： 將材料試樣或整車直接放置在特定氣候條件的戶外曝曬場（如中國海南、美國亞利桑那州、佛羅里達州），經受真實的日光、雨、露、溫度和濕度循環。

9. 優勢： 環境最真實，結果與實際使用相關性最高。

10. 劣勢： 周期極長（通常需要1-3年），受季節和天氣影響大，數據重現性差，無法滿足快速研發需求。

11. 應用： 常用于最終驗證、建立人工加速試驗與自然老化之間的相關性模型。

12. 2. 人工加速老化測試（Accelerated Laboratory Testing）

13. 這是目前汽車行業內最主流、最高效的測試方法，通過實驗室設備模擬并強化自然環境中的關鍵應力，大幅縮短測試周期。

14. (1) 氙燈老化測試（Xenon Arc Weathering）

15. 標準依據： ISO 4892-2, SAE J2527, GMW 3420, VW PV 3929 等。

16. 設備： 氙燈老化試驗箱。

17. 原理： 氙弧燈的光譜能量分布（SPD）最接近全波段太陽光（含UV、可見光、紅外線），能全面模擬日光的綜合效應。

18. 典型循環：

1. 光照+高溫高濕： 模擬白天暴曬。

2. 噴淋： 模擬降雨，考核材料的耐水性和熱沖擊。

3. 黑暗+冷凝： 模擬夜間，高濕冷凝環境。

19. 優勢： 光譜真實，試驗結果與戶外曝曬的相關性最好，尤其適合評估顏色變化、光澤度損失和整體老化行為。

20. 應用： 廣泛用于汽車內外飾件、紡織品、皮革的耐候性測試。

21. 
    

22. (2) 熒光紫外燈老化測試（QUV）

    標準依據： ISO 4892-3, ASTM G154 等。

    設備： QUV紫外老化試驗箱。

    原理： 使用熒光紫外燈管（UVA-340或UVB-313），主要發射導致材料降解的高能紫外線（300-400nm）。UVA-340模擬日光截止點以上的UV光譜；UVB-313則老化速度更快。

    典型循環：

• UV照射+高溫： 強力紫外輻射。

• 冷凝+黑暗： 表面形成水膜，模擬露水。

    優勢： 設備成本較低，老化速度快，特別擅長考核材料的抗紫外降解能力（如黃變、粉化）。

    應用： 常用于快速篩選材料、質量控制，或作為氙燈測試的補充。

    (3) 高溫烘箱老化測試（Thermal Aging）

    標準依據： ISO 188, ASTM D573 等。

    設備： 熱空氣老化試驗箱。

    原理： 在無光照的恒定高溫下（如85°C, 105°C, 125°C）對試樣進行長時間烘烤。

    目的： 單獨考核材料在高溫下的熱氧老化性能，評估其長期熱穩定性。

    應用： 常用于發動機艙附近的塑料件、電線絕緣層等對耐熱性要求高的部件。

三、 測試流程與評估

1. 樣品準備： 從零部件上取樣或制作標準試片，確保與量產件材料、工藝一致。

2. 狀態調節： 在標準溫濕度下放置。

3. 試驗設置： 根據材料位置（內飾/外飾）、車型定位和客戶標準，選擇合適的測試標準、循環程序、總時間（如1000小時、2000小時）、輻照度、溫度等。

4. 試驗執行： 將樣品放入老化箱，開始自動循環。

5. 定期檢查： 按規定時間點取出樣品評估。

6. 結果評估：

• 色差（ΔE）： 使用分光光度計測量老化前后顏色變化，要求ΔE < 1.5 或 3.0（根據標準）。

• 光澤度損失： 測量60°光澤度，計算損失率。

• 力學性能： 測試拉伸強度、斷裂伸長率等，評估脆化程度。

• 外觀評級： 目視或放大鏡檢查龜裂、起泡、粉化、剝落、變形等，按ASTM D4214等標準評級。

• 氣味測試： 對內飾件進行主觀氣味評級（如1-6級）。

• 功能性檢查： 如卡扣的裝配力、按鈕的按壓力等。