汽車零部件高分子材料在長期光照下易老化，傳統戶外曝曬周期長，難以滿足快速開發需求。本研究使用紫創測控luminbox的金鹵燈大面積環境箱用太陽光模擬設備，對三種典型高分子材料進行加速老化試驗，并與美國亞利桑那、佛羅里達戶外曝曬進行對比，分析其黃變相關性及加速倍率，旨在為汽車零部件耐候性能的快速評估與驗證提供可靠依據。

試驗材料

luminbox

選取三種汽車零部件透明高分子材料：CN（聚碳酸酯）、SN（聚苯乙烯）、Lot9（聚苯乙烯）。CN為國內開發的標準參照樣，SN為通用級材料，Lot9為國際通用的氙燈老化測試標準樣。

試驗設備

luminbox

試驗樣品放置

采用金鹵燈大面積環境箱用太陽光模擬系統，系統包括艙體、陽光輻射系統、模擬內飾件氣候條件的試驗箱（IP/DP 箱）等組件。輻射系統采用12盞2500W金屬鹵素燈，光譜范圍符合DIN75220標準。IP/DP箱可模擬車廂內環境，箱外直接暴露區域模擬外飾件條件。

試驗方案

luminbox

1.陽光模擬試驗

分為IP/DP箱內（模擬汽車內飾條件）和IP/DP箱外（模擬汽車外飾條件）兩種放置方式，分別進行干態與濕態循環試驗，總周期為25天和50天。

2.戶外自然曝曬

AIM BOX/亞利桑那：采用GMW3417自然曝曬試驗的標準方法，試樣置于帶玻璃窗的AIM BOX中，曝曬250天。

佛羅里達：采用SAE J1976A自然曝曬試驗的標準方法方法，試樣直接置于標準曝曬架上，曝曬360天。

性能評估

luminbox

使用分光測色儀測量試樣的黃變值（Δb），采用Δb定量評價材料老化程度，參照SAEJ1545標準，測量樣品測試前后的b 值（黃藍相），按公式Δb=b?-b?計算，每次測量3 次取平均值。其中b?為初始黃藍偏向值，b?為老化后值。黃變值越大，表明材料老化越嚴重。

實驗結果

luminbox

1.黃變值變化趨勢

陽光模擬試驗后樣品

所有試樣在陽光模擬與戶外曝曬后均出現不同程度的黃變。SN材料的黃變值最高，說明其耐老化性能相對較差。在IP/DP箱外直接暴露的試樣黃變更顯著，主要因輻照強度更高且無玻璃過濾。

2.相關性分析

陽光模擬（IP/DP 箱外）與戶外曝曬試驗的相關系數

使用皮爾遜相關系數評估陽光模擬與戶外曝曬之間的關聯程度：

IP/DP箱內模擬與亞利桑那曝曬：相關系數達0.97～1.00，呈高度相關。兩者環境條件相似，均處于半封閉箱體中，受控于相似的溫度與輻照條件。

IP/DP箱外模擬與佛羅里達曝曬：相關系數最高達0.99，亦為高度相關。試樣均直接暴露于自然或模擬光照下，環境因素一致。

3.加速倍率分析

以相同黃變值所需時間計算加速因子（A_F）：

IP/DP箱內模擬與亞利桑那曝曬：平均加速倍率約為3倍。例如，1個周期（25天）模擬試驗的老化程度相當于亞利桑那曝曬250天35%～40%的效果。

IP/DP箱外模擬與佛羅里達曝曬：平均加速倍率約為7倍。1個周期模擬試驗可達佛羅里達曝曬360天50%～55%的老化程度。

實驗結論

luminbox

金鹵燈大面積環境箱用太陽光模擬試驗與典型戶外曝曬具有高度相關性，可為汽車零部件耐候性能的快速評估提供可靠依據。在模擬內飾條件下，試驗與亞利桑那曝曬的加速倍率約為3倍；在模擬外飾條件下，與佛羅里達曝曬的加速倍率約為7倍。材料類型對試驗結果有顯著影響，SN材料在濕熱條件下表現更為敏感。

綜上，本研究基于汽車零部件的3 種典型高分子材料，驗證了汽車零部件金鹵燈陽光模擬試驗與海外典型氣候戶外曝曬的高度相關性，其中干熱環境下加速倍率約3 倍，濕熱環境下約7 倍。可為汽車零部件耐候性能的快速評估提供可靠依據。

Luminbox大面積環境艙/環境箱用太陽光模擬

luminbox

紫創測控Luminbox大面積環境艙/環境箱用太陽光模擬，以全維度適配性與精準控制能力為核心，精準復現自然太陽光特性，可為汽車樣品提供高效專業光照模擬解決方案。

采用金鹵燈，性價比高，測試成本低，周期短

每個燈源有一套電源控制系統，輻照度可單獨控制

測試過程中，輻照度數據可跟蹤記錄，輻照量達到要求后，可自動停止測試

可設定溫度、運行時長、累計輻射強度參數等

紫創測控Luminbox大面積環境艙/環境箱用太陽光模擬已廣泛應用于汽車、航天航空、太陽能電池等領域。未來，紫創測控將持續優化光源技術與控制算法，進一步為用戶提供更高效的環境試驗光照支持。