金屬鹵素燈老化試驗是利用金屬鹵素燈的高強度紫外線和可見光輻射，模擬材料在特定光照環境下的老化過程，主要用于評估材料的耐光性、變色、力學性能衰減等。以下是其相關標準和測試方法：

一、主要測試標準

金屬鹵素燈老化試驗的標準相對分散，多針對特定行業或材料，以下是常見標準：

• ASTM G154-2023：《非金屬材料紫外線（UV）曝露試驗方法》（涵蓋包括金屬鹵素燈在內的 UV 光源），規定了使用金屬鹵素燈等光源時的輻照控制、溫濕度條件及測試流程。

• ISO 4892-3:2016：《塑料 實驗室光源曝露試驗方法 第 3 部分：熒光紫外燈》（部分條款適用于金屬鹵素燈的簡化測試，側重 UV 波段模擬）。

• SAE J2020-2019：《汽車外飾材料加速老化試驗》，提及金屬鹵素燈可作為替代光源，用于快速評估涂料、塑料件的耐候性。

• GB/T 23987-2009：《色漆和清漆 涂層的人工氣候老化曝露試驗》，允許使用金屬鹵素燈作為光源之一，規定了測試參數范圍。

• IEC 61345-2018：《燈具用絕緣材料耐紫外老化試驗》，針對電子絕緣材料，明確金屬鹵素燈的輻照強度和試驗周期。

二、測試方法與關鍵參數

1. 測試設備組成

• 光源系統：金屬鹵素燈（常用鏑燈、鉈燈，功率 500W-2000W），配備濾光片（如硼硅玻璃，過濾部分紅外輻射）。

• 環境控制系統：溫濕度調節模塊（可模擬 30%-90% 相對濕度）、樣品臺（可旋轉，確保受光均勻）、冷卻系統（避免光源過熱影響樣品）。

• 監測設備：輻照度計（監測 340nm、365nm 等關鍵波長的能量）、溫度傳感器（控制樣品表面溫度）。

2. 標準測試條件

• 輻照強度：

• 紫外線波段（340nm）：0.5-1.5 W/m2?nm（根據材料敏感度調整，如涂料常用 0.8 W/m2?nm）；

• 可見光波段：總輻照度 50-150 W/m2（模擬強日光環境）。

• 溫度控制：

• 光照階段：樣品表面溫度 40-70℃（如塑料材料常用 60±3℃）；

• 無光照階段（如需模擬夜間）：30-50℃。

• 濕度與循環：

• 相對濕度：常規 50%-70%，濕熱條件可提升至 80%-90%；

• 循環模式：多采用 “光照 8h + 黑暗 4h（含冷凝）” 或連續光照（根據材料應用場景設定）。

3. 測試流程

• 樣品準備：

• 選取代表性樣品（如涂料涂層、塑料件、紡織品、電子元件外殼），裁剪為標準尺寸（通常 50mm×100mm），表面清潔無油污；

• 預留未曝露的對照組樣品，用于性能對比。

• 設備校準：

• 開機預熱 30 分鐘，校準輻照度（確保 340nm 波長能量穩定）、溫度傳感器（誤差≤±2℃）、濕度計（誤差≤±5%）。

• 試驗運行：

• 將樣品固定在樣品架上，與光源保持 30-50cm 距離（確保輻照均勻）；

• 按預設條件啟動設備，運行設定周期（如 100h、500h、1000h，根據材料壽命預期調整）；

• 定期（如每 200h）取出樣品，進行中間檢測（如色差、外觀變化）。

• 結果評估：

• 外觀檢查：觀察樣品是否出現開裂、粉化、起泡、剝落等現象；

• 色差測試：用色差儀測定 ΔE 值（如 ΔE≤3 為可接受范圍）；

• 力學性能：測試拉伸強度、斷裂伸長率保留率（如橡膠材料保留率≥70%）；

• 化學分析：通過紅外光譜（FTIR）檢測材料氧化程度（如羰基指數變化）。

三、適用場景

金屬鹵素燈因紫外線強度高、測試周期短，適合對 UV 敏感材料（如膠粘劑、印刷油墨、塑料薄膜）的快速篩選，或作為氙燈老化試驗的補充，用于評估材料在強紫外線環境下的耐候性。但由于其光譜與自然光匹配度較低，數據通常用于內部質量控制，而非國際主流的耐候性認證依據。