在材料長期戶外使用過程中，光照、溫度與濕度是導致其性能劣化的三大主要環境因素。為評估材料（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（Carbon Arc Weathering Test）作為一種經典的人工加速老化方法，被廣泛應用于產品質量控制與壽命預測。

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，仍被部分行業標準（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工業領域仍有廣泛應用。

然而，試驗后的科學檢驗才是碳弧燈老化測試的核心環節。只有通過系統、全面的檢測，才能準確判斷材料是否滿足使用要求。本文將詳細解讀碳弧燈老化試驗后必須進行的關鍵檢驗項目及其評估方法。

一、碳弧燈老化試驗簡介

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

• 常見標準：

• ASTM G152：非封閉式碳弧燈暴露試驗方法

• JIS D 0205：汽車零部件耐候性試驗方法（日本工業標準）

• 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小時光照 + 4小時光照+噴水

• 溫度：黑板溫度約 63°C

• 濕度：通過噴水控制

• 時間：50h、100h、300h、500h 或更長

二、老化后核心檢驗項目

碳弧燈老化后的檢驗應涵蓋外觀、力學性能、化學結構與功能特性四大類，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；

• 計算色差 ΔE*：

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

• 判定標準：

• ΔE* < 1.0：肉眼幾乎無變化（優）

• 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%

• 判定標準：

• 保留率 > 80%：良好

• 50% ~ 80%：一般

• < 50%：嚴重失光，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