汽車材料,特別是非金屬材料(塑料、橡膠和漆膜等)在使用過程中,會受到各種氣候環境的影響,不可避免地會出現不同程度的老化。為了延緩汽車零部件及其材料的老化,研究環境老化對于材料性能的影響,往往通過戶外曝曬試驗來預測其使用壽命。然而戶外曝曬試驗試驗周期較長,難與整車開發進度相匹配。因此,實驗室通常采用加速老化試驗模擬和強化戶外環境因素等方法,縮短試驗周期,適應于當前汽車行業新產品更新日益快速的需求。

太陽光以光波的形式在空氣中傳播,光波的能量與頻率成正比,與波長成反比。在太陽光譜中,波長短的紫外線具有較強的能量,它雖然只有太陽總輻射量的1%左右,但其對非金屬材料的影響很大。非金屬材料的大分子鏈吸收紫外線的能量,按自由基機理進行分解,導致出現氧化、臭氧化、水解等現象。同時,聚合物的結晶取向、結晶大小、結晶構造等也都會受到影響,從而使材料的性能下降。以汽車儀表盤材料為例,汽車儀表板材料實際接受的光照輻射是間接光輻射,陽光穿過汽車風擋玻璃才能照射到汽車儀表板上。在此過程中,陽光部分被玻璃反射,部分被玻璃吸收,剩下透過玻璃的部分才會對儀表板材料的老化產生影響。
(1)溫度產生的熱能促使高分子化學鍵斷裂,導致材料降解。在較高溫度下,分子的活性較大,易引發熱老化反應。
(2)溫度影響化學反應的速度,高溫將加速光對汽車老化的作用。一般認為,材料的溫度每升高10℃,化學反應的速度就會提高1~3倍。
(3)熱循環能加速汽車非金屬材料的老化進程,溫度的周期性變化會使材料產生機械內應力,從而導致汽車非金屬零部件出現不同程度的尺寸變化,極端的高低溫循環還會擴大原有缺陷,產生變形或開裂等缺陷。汽車內飾材料的溫度往往會比汽車外飾材料更高,而儀表板材料為內飾件中受陽光照射影響較強烈的部位,極限溫度有時甚至會超過100℃。因此,溫度是影響汽車儀材料光老化的重要因素。
汽車的工作環境比較復雜,需要適應各種天氣,雨淋對汽車外部材料特別是漆膜的影響較大。汽車內飾材料基本不會受到雨水的影響,汽車內部空氣的相對濕度也不會很高。因此,在影響汽車內飾材料老化的因素中,濕度是一個相對次要的因素。
以上是儀表板材料老化的影響因素,汽車在實際使用時,自然環境條件復雜多變,汽車的種種老化現象都是多種環境因素綜合作用的結果。
實驗室通常用氙燈老化儀作材料光加速老化試驗。其原理是利用水冷型氙燈模擬太陽照射和人工日光,并通過調節控制溫度和濕度以達到加速試驗的目的。
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