氙燈老化試驗(yàn)箱測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析：ISO 4892-2 vs ASTM G155

在材料耐候性與光老化可靠性評(píng)估領(lǐng)域，實(shí)驗(yàn)室加速測(cè)試的規(guī)范性與可比性依賴于廣泛認(rèn)可的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其中，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的 ISO 4892-2 和美國(guó)的 ASTM G155 是使用氙燈老化試驗(yàn)箱進(jìn)行非金屬材料暴露測(cè)試的兩大核心標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于材料供應(yīng)商、測(cè)試實(shí)驗(yàn)室及設(shè)備制造商而言，清晰理解 氙燈老化試驗(yàn)箱測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析：ISO 4892-2 vs ASTM G155 的異同，是科學(xué)設(shè)計(jì)測(cè)試方案、確保數(shù)據(jù)世界互認(rèn)及合規(guī)選型設(shè)備的關(guān)鍵前提。本文旨在從技術(shù)參數(shù)、測(cè)試方法及應(yīng)用導(dǎo)向等方面，對(duì)這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)性的客觀對(duì)比。

標(biāo)準(zhǔn)概述與定位

• ISO 4892-2: 《塑料 實(shí)驗(yàn)室光源暴露方法 第2部分：氙弧燈》

• 由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)布，在世界范圍內(nèi)，尤其是歐洲、亞洲及國(guó)際供應(yīng)鏈中具有廣泛影響力。它是ISO 4892系列標(biāo)準(zhǔn)中專(zhuān)門(mén)針對(duì)氙弧燈暴露的部分，其規(guī)定具備高度的系統(tǒng)性和普適性。

• ASTM G155: 《非金屬材料曝露用氙弧燈設(shè)備操作的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程》

• 由美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)發(fā)布，在北美市場(chǎng)及受其影響的行業(yè)領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。它是一項(xiàng)詳細(xì)的操作規(guī)程，與ASTM G151（通則）結(jié)合使用，構(gòu)成了完整的測(cè)試框架。

兩者核心目標(biāo)一致：規(guī)定使用氙弧燈設(shè)備，在受控實(shí)驗(yàn)室條件下模擬太陽(yáng)光、溫度、濕度及潤(rùn)濕等環(huán)境因素，以加速評(píng)估材料的耐候性。然而，在具體實(shí)現(xiàn)路徑和技術(shù)細(xì)節(jié)上存在差異。

核心參數(shù)與技術(shù)要求的對(duì)比分析

1. 光譜要求與濾光器規(guī)定

這是模擬太陽(yáng)光的基礎(chǔ)，也是兩者顯著的差異之一。

• ISO 4892-2：

• 明確提供了多種濾光器組合選項(xiàng)，以模擬不同環(huán)境。常用的是“方法A"（用于模擬戶外暴露），其要求氙燈光源經(jīng)濾光后，光譜分布應(yīng)符合 CIE 85出版物 表4（太陽(yáng)光譜）的要求，并規(guī)定了在紫外波段（如300-400nm）和可見(jiàn)光波段（如400-800nm）與參考光譜的匹配容差。

• 對(duì)濾光器的描述較為類(lèi)型化（如日光濾光器、窗玻璃濾光器），并允許使用不同類(lèi)型（如硼硅酸鹽/硼硅酸鹽、石英/石英等）的組合，只要其輸出光譜滿足上述匹配要求。

• ASTM G155：

• 同樣參照CIE 85，但其對(duì)濾光系統(tǒng)的規(guī)定通常更具體地與常見(jiàn)的商業(yè)濾光器類(lèi)型（如“日光型"、“窗玻璃型"）直接關(guān)聯(lián)，并在標(biāo)準(zhǔn)中以附錄或引用方式說(shuō)明。

• 實(shí)踐中，ASTM G155 常與特定材料標(biāo)準(zhǔn)（如ASTM D2565用于塑料）結(jié)合，這些下級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)指定更具體的濾光器類(lèi)型（如使用CIRA/石英或Sodalime/石英濾光器組合來(lái)模擬透過(guò)玻璃的光線）。

• 對(duì)比小結(jié)：兩者均以CIE 85為光譜基準(zhǔn)，但I(xiàn)SO 4892-2在光譜符合性上給出了更明確的量化容差帶，強(qiáng)調(diào)“結(jié)果導(dǎo)向"；ASTM G155在具體操作中常與指向特定濾光器類(lèi)型的材料標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)動(dòng)。

2. 輻照度控制

• ISO 4892-2：規(guī)定了多個(gè)常見(jiàn)的輻照度控制點(diǎn)，例如在340nm波長(zhǎng)處通常建議0.51 W/(m2·nm)，但也允許其他設(shè)定值（如0.50或0.55等），并需在報(bào)告中注明。它強(qiáng)調(diào)對(duì)輻照度均勻性和穩(wěn)定性的控制要求。

• ASTM G155：同樣允許選擇不同的輻照度水平，但通常在關(guān)聯(lián)的材料標(biāo)準(zhǔn)中會(huì)給出更具體的推薦值。例如，模擬戶外暴露時(shí)，在340nm處控制于0.35或0.55 W/(m2·nm)是常見(jiàn)選擇。

• 對(duì)比小結(jié)：兩者都支持靈活的輻照度設(shè)定以適應(yīng)不同加速需求，但最終選值常取決于所執(zhí)行的具體材料測(cè)試規(guī)范。設(shè)備都需具備在選定波長(zhǎng)（如340nm或420nm）上的閉環(huán)自動(dòng)控制能力。

3. 測(cè)試箱溫度與黑標(biāo)溫度

• ISO 4892-2：明確區(qū)分并獨(dú)立控制黑板溫度（BPT）或黑標(biāo)溫度（BST） 與試驗(yàn)箱空氣溫度。標(biāo)準(zhǔn)提供多個(gè)推薦溫度組合（如BST 65℃ / 箱溫 38℃，或BST 100℃ / 箱溫 65℃等），對(duì)應(yīng)不同的嚴(yán)酷等級(jí)。

• ASTM G155：同樣要求控制黑板或黑標(biāo)溫度以及箱體空氣溫度，其具體設(shè)定值通常在引用的材料標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。例如，常見(jiàn)的戶外暴露循環(huán)可能設(shè)定黑板溫度為63℃或70℃。

• 對(duì)比小結(jié)：概念和控制參數(shù)高度一致。主要區(qū)別在于標(biāo)準(zhǔn)推薦的常用溫度組合可能不同，實(shí)際選用需依據(jù)產(chǎn)品規(guī)范或客戶要求。

4. 潤(rùn)濕周期（噴淋與冷凝）

• ISO 4892-2：將潤(rùn)濕作為可選循環(huán)的一部分。提供了不同的潤(rùn)濕方式（如噴水、冷凝）和周期建議。例如，在常見(jiàn)的“方法A"循環(huán)中，可能包含18分鐘的噴水與102分鐘的不噴水光照交替。

• ASTM G155：潤(rùn)濕循環(huán)同樣是核心部分。其典型的“循環(huán)1"（用于戶外模擬）通常包括102分鐘的光照（無(wú)噴淋）和18分鐘的光照加噴淋。此外，標(biāo)準(zhǔn)也包含黑暗冷凝循環(huán)選項(xiàng)。

• 對(duì)比小結(jié)：兩者都包含光照噴淋和黑暗冷凝模式，但具體的循環(huán)時(shí)序結(jié)構(gòu)（光照/噴淋/黑暗的時(shí)長(zhǎng)與順序）存在差異。這是設(shè)計(jì)測(cè)試程序時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注的差異點(diǎn)。

測(cè)試實(shí)施與結(jié)果評(píng)價(jià)的考量

1. 測(cè)試周期：兩者均不強(qiáng)制規(guī)定總測(cè)試時(shí)長(zhǎng)，而是建議以一定的輻照能量（如 kJ/m2）或暴露時(shí)間作為終點(diǎn)，具體取決于材料規(guī)范和性能變化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

2. 性能評(píng)價(jià)：兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定暴露條件，材料性能的評(píng)價(jià)（如色差、光澤、力學(xué)性能）通常遵循其他專(zhuān)門(mén)的ISO或ASTM測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)。

3. 設(shè)備校準(zhǔn)與驗(yàn)證：兩者都強(qiáng)調(diào)設(shè)備（尤其是光譜、輻照度、溫度系統(tǒng)）需定期校準(zhǔn)與維護(hù)。ISO 4892-2可能更傾向于引用ISO相關(guān)的校準(zhǔn)指南，而ASTM G155則引用ASTM體系內(nèi)的規(guī)程。

對(duì)設(shè)備選型與測(cè)試方案制定的影響

理解上述差異，對(duì)實(shí)際工作具有直接指導(dǎo)意義：

1. 設(shè)備能力要求：選擇氙燈老化試驗(yàn)箱時(shí)，設(shè)備必須能靈活配置，以滿足不同光譜濾光器組合、精確的輻照度設(shè)定點(diǎn)（如340nm下多種強(qiáng)度）、以及復(fù)雜的溫濕度與噴淋/冷凝循環(huán)編程。

2. 標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)的方案選擇：首先必須遵從目標(biāo)市場(chǎng)或客戶指定的標(biāo)準(zhǔn)。例如，供應(yīng)歐洲汽車(chē)行業(yè)可能優(yōu)先采用ISO 4892-2及其衍生標(biāo)準(zhǔn)（如SAE J2527，后者與ISO 4892-2在汽車(chē)領(lǐng)域高度協(xié)調(diào)）；而供應(yīng)北美市場(chǎng)則可能必須遵循ASTM G155及相關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)。

3. 數(shù)據(jù)可比性：由于循環(huán)條件、光譜細(xì)節(jié)等可能存在差異，直接比較按照ISO 4892-2和ASTM G155進(jìn)行的測(cè)試結(jié)果需謹(jǐn)慎。測(cè)試報(bào)告必須清晰、完整地注明所遵循的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)及全部具體測(cè)試條件（濾光器類(lèi)型、輻照度、溫度、循環(huán)時(shí)序等）。

4. 供應(yīng)商技術(shù)支持：選擇能夠深入理解并支持多種標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的設(shè)備供應(yīng)商至關(guān)重要。例如，一些設(shè)備制造商或服務(wù)商，如德祥儀器，通常會(huì)在其設(shè)備控制軟件中預(yù)置符合ISO、ASTM等主流標(biāo)準(zhǔn)的常用測(cè)試循環(huán)模板，并提供光譜匹配驗(yàn)證服務(wù)，這有助于用戶快速、準(zhǔn)確地建立符合標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試能力。

結(jié)論

氙燈老化試驗(yàn)箱測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析：ISO 4892-2 vs ASTM G155 揭示了兩套在目標(biāo)上高度一致、在技術(shù)細(xì)節(jié)上各有側(cè)重的體系。它們共同構(gòu)建了實(shí)驗(yàn)室氙燈加速老化測(cè)試的科學(xué)框架。對(duì)于用戶而言，關(guān)鍵并非評(píng)判孰優(yōu)孰劣，而是根據(jù)產(chǎn)品流通領(lǐng)域、客戶要求及行業(yè)慣例，明確選擇適用的標(biāo)準(zhǔn)，并依據(jù)其所有細(xì)節(jié)規(guī)定嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卦O(shè)定和執(zhí)行測(cè)試。深入理解兩者的異同，能夠幫助測(cè)試人員、工程師和設(shè)備供應(yīng)商更有效地進(jìn)行跨地域的技術(shù)溝通、方案設(shè)計(jì)及設(shè)備配置，確保材料耐候性驗(yàn)證工作的合規(guī)性、數(shù)據(jù)的可靠性及其在目標(biāo)市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可度，從而為產(chǎn)品的長(zhǎng)效耐久性能提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)背書(shū)。