一、範圍與目的
紫外老化（huà）試驗箱（UV-A/UV-B 型）通過冷凝、紫（zǐ）外（wài）輻射、淋（lín）雨三大（dà）模擬工況，再現材料在 365 d 戶外暴露中（zhōng） 90 % 以上的老化因子。規範三工況的物（wù）理模（mó）型、參數設定及等效性驗證方法，為汽車外飾、建築塗料、光伏（fú）背板（bǎn）及電子封裝行（háng）業提供可重複（fù）的加速老化依據。
二、規範性引用文件
GB/T 16422.3-2022 塑料 實驗室光源暴露方法 第3部分：熒光紫外燈
ISO 4892-3:2016 Plastics — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 3: Fluorescent UV lamps
ASTM G154-23 Standard Practice for Operating Fluorescent UV Lamp Apparatus for Exposure of Nonmetallic Materials
ASTM D4587-23 Standard Practice for Fluorescent UV-Condensation Exposures of Paint and Related Coatings
三、術語定義
冷凝周期：試樣表麵溫度低於環境露（lù）點，形成連（lián）續液膜的階段；
UVA-340：峰值波長 340 nm，截止 295 nm，用於模擬太陽輻射 300 nm～400 nm 波（bō）段；
熱衝擊係數：ΔT/t，其中 ΔT 為淋雨前後試樣（yàng）表麵（miàn）溫差，t 為降溫時間常數。
四、模擬工況 1——冷凝環境（Condensation）
4.1 形成機理
戶外材料表麵 70 % 的潮濕侵蝕源於夜間輻射散熱產生的露水，而非直接降雨。試驗箱底部蓄水池（chí）經（jīng） 0.8 kW 浸入式加熱器升溫至 60 ℃±2 ℃，產生 45 g/(m³·h) 飽（bǎo）和水蒸氣；試樣正麵暴露於蒸汽中，背麵與試驗室空氣（qì）接觸，形成 1 ℃～3 ℃ 的內外溫差，驅動水汽在正麵持續（xù）冷凝。
4.2 控製參（cān）數
冷凝溫度：50 ℃±2 ℃（黑板溫度）；
相對濕度：≥ 98 %RH（露點溫（wēn）度 = 幹球溫度）；
液（yè）膜（mó）厚度：20 µm～40 µm（橢圓偏振儀實測）；
持續時間：4 h～8 h/周期，依材料厚度線性調整。
4.3 等效驗證
采用 100 µm 鋁箔稱重法：連續冷凝 4 h，質量增量 ≥ 0.25 mg/cm² 視為合格；同時用紅外熱像儀（yí）確認試樣表麵無（wú）幹斑（bān）。
五、模擬工況 2——紫外輻射（UV Radiation）
5.1 光源選擇
UVA-340：用於戶（hù）外老化，0.89 W/(m²·nm)@340 nm，對應赤道正午陽光 1.55 W/(m²·nm) 的 0.55 倍；
UVB-313：用於高加速篩選，0.71 W/(m²·nm)@310 nm，短波截止 280 nm，風險在於過度脆化。
5.2 輻射劑量與光譜（pǔ）照度
常規循環（huán）：0.76 W/m²@340 nm，8 h 光照 + 4 h 冷凝，總劑量 15 kJ/(m²·nm)/day；
高輻照模式：1.55 W/m²@340 nm，5 h 光（guāng）照 + 3 h 冷凝，總劑量 25 kJ/(m²·nm)/day，用於（yú）研發對比。
5.3 校準與溯源
使用可追溯至 NIST 的光譜輻射計（帶寬 2 nm）每周測定一次，傳感器距燈管表麵 50 mm，年衰減率 ≤ 15 %；超（chāo）出後更換燈管並重新建立基準曲線。
六（liù）、模（mó）擬工況 3——淋雨（Water Spray）
6.1 熱衝（chōng）擊模擬（nǐ）
突然降雨可使金屬塗層表麵溫度在 30 s 內下降 30 ℃，產生（shēng）瞬（shùn）時應（yīng）力。試驗箱通（tōng）過 0.3 mm 不鏽鋼噴嘴陣列（共 12 隻，間距 100 mm）在（zài） 30 s 內將 25 ℃±2 ℃ 去離子水噴淋至（zhì）試樣表麵（miàn），流量 2.0 L/(min·m²)，持續 3 min～5 min。
6.2 化學侵蝕補充（chōng）
噴淋水電導率 ≤ 5 µS/cm，避免鹽斑幹擾；pH 6.0～7.0，模擬天然雨（yǔ）水；噴（pēn）淋後立刻進入紫外光照，可再現“濕-幹-光”協同效應。
6.3 驗證方（fāng）法
紅外熱像儀記錄試（shì）樣表麵 ΔT ≥ 25 ℃，降溫時間（jiān）常數 t ≤ 60 s；鋁箔（bó）衝（chōng）擊盤收集水量，均勻性 CV ≤ 10 %。
七、三（sān）工況耦合循環示例（汽（qì）車外飾件）
Step 1：UVA-340 0.76 W/m²，60 ℃ BPT，4 h；
Step 2：冷凝 50 ℃，4 h；
Step 3：噴淋 3 min，ΔT 28 ℃；
Step 4：紫外續照 1 h，完成一個 9 h 周期；
連續運行 20 周期（qī）（180 h）≈ 南方戶外 12 個月輻射量（按 GB/T 16422.3 表 C.1 換算）。
八（bā）、設備性能要（yào）求
黑板溫度波動 ≤ ±1 ℃；
輻照度均勻（yún）度 ≤ ±5 %（九宮格法）；
冷凝幹球與露點差 ≤ 0.5 ℃；
噴淋後 5 min 內無可（kě）見（jiàn）積水殘留。
九、記錄與報告
原始記錄須包含燈管編號、累計點燈時間、輻照實測值、冷凝質量（liàng）增量、噴（pēn）淋（lín） ΔT 曲線（xiàn）；老（lǎo）化報告給出色差 ΔE、光澤保持率、拉伸強度（dù）保持率與暴露時間的（de）關係，並注明“本試驗采用冷凝-紫外-淋雨三工況循（xún）環”。
冷凝提供持續液膜（mó），紫外觸（chù）發光氧（yǎng）化，淋雨引入（rù）熱衝擊與表麵衝刷，三者耦（ǒu）合可複現戶外 90 % 以上的（de）老化失（shī）效模式。實驗室隻需（xū）精（jīng）準控製上述三要（yào）素，即可在數周（zhōu）內獲得（dé）可重複的加速老化數（shù）據，為材料（liào）配（pèi）方篩選、耐候認證與壽命預（yù）測（cè）奠定技術基礎。
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