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车用非金属材料的老化性能方法解析

时间:2022-07-28点击次数:304信息来源:

在汽车轻量化发展的背景下,汽车材料也从原金属材料转变为金属、非金属等多种材料的混合应用。纺织品、塑料、橡胶等非金属材料在汽车中的应用越来越广泛,应用范围也在扩大。

在节能、环保、轻量化发展的要求下,塑料等轻质材料逐渐从内饰扩展到一些外饰甚至许多覆盖;应用部件也从门把手等小部件扩展到发动机罩等大部件。

随着非金属材料从原来的小装饰到大结构件的扩展,材料选择带来的安全问题逐渐受到关注。

很多人会问:使用塑料零件真的安全吗?因此,塑料等非金属材料的老化性能检测尤为重要。老化检测是材料可靠性检测的一部分,是模拟产品在实际使用条件下所涉及的各种因素的过程。

汽车塑料等非金属材料老化降解的主要因素有温度、湿度、阳光辐射三个。试验方法主要分为自然老化试验和人工加速老化试验两部分。

1. 自然衰老

(1)整车暴晒

车辆暴露是模拟汽车较终使用环境条件的较佳方式。在车辆暴露过程中,所有材料和部件的分布与使用一致,在老化过程中相互作用,老化速度和类型较接近实际情况,加速度较小。因此,试验结果与实际使用条件较一致。


(2)材料及零件暴晒

常用的是直接静态暴露,暴露方式可分为背板、无背板、黑盒暴露等。一般来说,零件是整体的,而不是继续拆卸零件单元。对于内部部件,玻璃系统。由于不同玻璃的透光率不同,座椅、方向盘、仪表板等部件不能直接暴露在阳光下,而是通过玻璃进行。


2. 人工加速老化试验

(1)紫外老化试验

光源采用荧光紫外灯(有)UVA,UVB通过模拟自然阳光中的紫外线辐射和冷凝,对材料进行耐气候试验。

紫外线老化试验可以再现阳光、雨水和露水造成的破坏。该设备通过将待测材料暴露在控制的阳光和水分交互循环中,同时提高温度进行试验。试验设备使用紫外线荧光灯模拟阳光,也可以通过冷凝或喷雾模拟水分的影响。用于评估颜色变化、光泽、裂纹、气泡、催化、氧化等方面的材料变化。


(2)湿热老化

湿热老化检验产品对温暖潮湿环境的适应性。在高温高湿条件下,水分子更活跃,更容易渗透到材料中,导致粘合剂、增塑剂等溶解,或水分子积累导致水泡等问题。湿热老化试验箱一般在一定温度下使用(40-60℃),保持高湿度(90%)RH以上)进行。


(3)臭氧老化检测

臭氧老化是将样品暴露在含有恒定臭氧浓度的封闭无光空气和恒温试验箱中,根据预定时间检测样品,从样品表面开裂或其他性能的变化程度来评估样品的耐臭氧老化性能。


(4)氙灯老化检测

氙灯老化试验是评估室外无遮蔽使用和储存的设备承受太阳辐射热和光学效应的能力。影响范围包括待材料的电气功能是否正常,材料结构是否变形或损坏。为了验证待材料表面材料在长时间暴露在阳光下后的颜色退化,通常在前后用色差仪测量颜色变异程度。


(5)碳弧灯老化检测

碳弧灯有两种,一种是封闭式碳弧灯,另一种是阳光碳弧灯。前者较初用于纺织品的耐光性,后者较初用于涂层的耐光性。由于碳弧灯的光谱能量分布不如氙灯接近自然光,灯管滤镜需要定期清洗和更换,逐渐被淘汰,并应用于日本的一些标准和一些纺织老化标准。


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