IEC 60068-2-5 氙燈老化試驗概述

IEC 60068-2-5 是國際電工委員會（IEC）制定的環境試驗標準第 2 部分中的第 5 項，專門規定了氙燈老化試驗的方法和要求。該試驗通過模擬自然環境中的陽光輻射（尤其是紫外線、可見光和紅外線）及相關氣候因素（如溫度、濕度），評估電工電子產品、材料或組件在長期暴露于陽光下的耐老化性能，包括外觀變化、機械性能退化、電氣性能衰減等。

試驗核心目的

氙燈老化試驗的核心是模擬自然氣候中的光氧化老化過程，主要用于：

• 評估材料或產品在戶外或受陽光照射環境下的耐久性。

• 預測產品的使用壽命或性能退化趨勢。

• 比較不同材料或工藝的耐候性差異。

試驗設備與原理

1. 核心設備：氙燈試驗箱

• 光源：采用氙弧燈（Xenon arc lamp），其光譜能量分布接近自然陽光（包括紫外線、可見光和紅外線），可通過濾光片調整光譜，模擬不同環境（如直射陽光、透過玻璃的陽光等）。

• 控制系統：需精確控制溫度（黑板溫度、空氣溫度）、相對濕度、光照強度、降雨 / 噴淋周期等參數。

• 樣品架：樣品通常以一定角度（如 45°）放置，確保均勻受光。

2. 關鍵參數

• 光照強度：通常以 340nm 波長下的輻照度（如 0.35W/m2、0.55W/m2）表示，模擬不同地區的陽光強度。

• 溫度：包括黑板溫度（BPT，樣品表面溫度，通常 63℃±3℃或 100℃±3℃）和空氣溫度（AT，箱內環境溫度）。

• 相對濕度（RH）：根據試驗程序設定，如 50%±5% 或更高，模擬潮濕環境。

• 噴淋 / 降雨周期：部分試驗需定期噴水，模擬雨露對樣品的侵蝕，加速老化過程。

試驗程序與步驟

IEC 60068-2-5 規定了多種試驗程序，常見流程如下：

1. 樣品準備

• 選取代表性樣品，記錄初始狀態（如外觀、尺寸、性能參數）。

• 樣品數量需滿足試驗前后測試需求，通常包括對照組。

2. 設備校準

• 校準氙燈輻照度、溫度傳感器、濕度計等，確保參數符合試驗要求。

3. 試驗條件設定

• 程序 1：模擬干熱陽光暴露（無噴淋，BPT 63℃，RH 50%）。

• 程序 2：模擬濕熱陽光暴露（有噴淋，BPT 63℃，RH 70%）。

• 根據產品應用場景選擇參數（如光照強度、溫度、濕度、噴淋周期），例如：

4. 試驗運行

• 將樣品放入試驗箱，按設定條件持續暴露（通常數百至數千小時）。

• 定期檢查樣品狀態，記錄異常（如開裂、變色、變形）。

5. 試驗終止與評估

• 達到規定時間后取出樣品，對比初始狀態，測試性能變化（如拉伸強度、絕緣電阻、色差等）。

• 根據產品標準判定是否合格（如性能衰減不超過某一閾值）。

適用范圍

該試驗適用于各類電工電子產品及材料，如：

• 塑料外殼、橡膠密封圈、電纜絕緣層。

• 涂料、涂層（如汽車外飾、光伏板涂層）。

• 戶外燈具、太陽能組件、建筑用電氣設備。

與其他老化試驗的區別

注意事項

• 氙燈需定期更換（通常累計使用 1000 小時后），避免光譜漂移影響試驗準確性。

• 樣品放置需避免相互遮擋，確保受光均勻。

• 不同材料對氙燈輻射的敏感性不同，試驗參數需結合產品標準調整。

IEC 60068-2-5 為國際通用標準，各國常將其轉化為國家標準（如 GB/T 2423.24 對應我國等效標準），實際應用中需結合產品特定標準（如 IEC 60598 燈具標準）確定試驗條件。