IEC 60068-2-5 氙灯老化试验概述

IEC 60068-2-5 是国际电工委员会（IEC）制定的环境试验标准第 2 部分中的第 5 项，专门规定了氙灯老化试验的方法和要求。该试验通过模拟自然环境中的阳光辐射（尤其是紫外线、可见光和红外线）及相关气候因素（如温度、湿度），评估电工电子产品、材料或组件在长期暴露于阳光下的耐老化性能，包括外观变化、机械性能退化、电气性能衰减等。

试验核心目的

氙灯老化试验的核心是模拟自然气候中的光氧化老化过程，主要用于：

• 评估材料或产品在户外或受阳光照射环境下的耐久性。

• 预测产品的使用寿命或性能退化趋势。

• 比较不同材料或工艺的耐候性差异。

试验设备与原理

1. 核心设备：氙灯试验箱

• 光源：采用氙弧灯（Xenon arc lamp），其光谱能量分布接近自然阳光（包括紫外线、可见光和红外线），可通过滤光片调整光谱，模拟不同环境（如直射阳光、透过玻璃的阳光等）。

• 控制系统：需精确控制温度（黑板温度、空气温度）、相对湿度、光照强度、降雨 / 喷淋周期等参数。

• 样品架：样品通常以一定角度（如 45°）放置，确保均匀受光。

2. 关键参数

• 光照强度：通常以 340nm 波长下的辐照度（如 0.35W/m2、0.55W/m2）表示，模拟不同地区的阳光强度。

• 温度：包括黑板温度（BPT，样品表面温度，通常 63℃±3℃或 100℃±3℃）和空气温度（AT，箱内环境温度）。

• 相对湿度（RH）：根据试验程序设定，如 50%±5% 或更高，模拟潮湿环境。

• 喷淋 / 降雨周期：部分试验需定期喷水，模拟雨露对样品的侵蚀，加速老化过程。

试验程序与步骤

IEC 60068-2-5 规定了多种试验程序，常见流程如下：

1. 样品准备

• 选取代表性样品，记录初始状态（如外观、尺寸、性能参数）。

• 样品数量需满足试验前后测试需求，通常包括对照组。

2. 设备校准

• 校准氙灯辐照度、温度传感器、湿度计等，确保参数符合试验要求。

3. 试验条件设定

• 程序 1：模拟干热阳光暴露（无喷淋，BPT 63℃，RH 50%）。

• 程序 2：模拟湿热阳光暴露（有喷淋，BPT 63℃，RH 70%）。

• 根据产品应用场景选择参数（如光照强度、温度、湿度、喷淋周期），例如：

4. 试验运行

• 将样品放入试验箱，按设定条件持续暴露（通常数百至数千小时）。

• 定期检查样品状态，记录异常（如开裂、变色、变形）。

5. 试验终止与评估

• 达到规定时间后取出样品，对比初始状态，测试性能变化（如拉伸强度、绝缘电阻、色差等）。

• 根据产品标准判定是否合格（如性能衰减不超过某一阈值）。

适用范围

该试验适用于各类电工电子产品及材料，如：

• 塑料外壳、橡胶密封圈、电缆绝缘层。

• 涂料、涂层（如汽车外饰、光伏板涂层）。

• 户外灯具、太阳能组件、建筑用电气设备。

与其他老化试验的区别

注意事项

• 氙灯需定期更换（通常累计使用 1000 小时后），避免光谱漂移影响试验准确性。

• 样品放置需避免相互遮挡，确保受光均匀。

• 不同材料对氙灯辐射的敏感性不同，试验参数需结合产品标准调整。

IEC 60068-2-5 为国际通用标准，各国常将其转化为国家标准（如 GB/T 2423.24 对应我国等效标准），实际应用中需结合产品特定标准（如 IEC 60598 灯具标准）确定试验条件。