一、什么是老化试验?
老化试验,是通过施加高于正常使用水平的环境应力(如紫外线、高温、高湿),在较短时间内加速材料性能退化,从而预测其在真实环境中的使用寿命。
核心逻辑:
“用几周的实验室折磨,换几年的市场安心。”
二、三大主流老化试验全解析
1. 紫外老化试验
模拟对象:阳光中的紫外线对材料的破坏
适用材料:塑料、涂料、橡胶、纺织品、光伏背板等
核心机制:
UV 光子能量打断高分子链 → 材料变色、粉化、开裂;
尤其对芳香族聚合物(如ABS、PC)破坏显著。
常用标准:
ASTM G154(荧光紫外灯)
ISO 4892-3(国际通用)
SAE J2020(汽车内饰)
典型条件:
光源:UVA-340(最接近太阳光截止波长)
循环:8h UV @ 60°C + 4h 冷凝 @ 50°C
时长:500–2000 小时(汽车件常要求 ≥1000h)
关键点:UVB-313 虽加速快,但易引发非自然老化,慎用于户外产品验证。
2. 高温老化试验
模拟对象:长期高温对材料/电子元器件的热氧化与性能衰减
适用对象:电线电缆、电机绕组、电池、密封胶、电子元件
核心机制:
高温加速氧化反应 → 材料硬化、脆化、绝缘下降;
电子器件参数漂移(如电阻值变化、电容漏电)。
常用标准:
IEC 60216(电气绝缘材料热寿命)
GB/T 2423.2(电工电子产品高温试验)
UL 746B(相对温度指数 RTI 评估)
典型条件:
温度:70℃、105℃、125℃、150℃(按材料耐温等级选)
时间:168h(7天)、1000h、5000h
方式:空气烘箱,静态或带负载
3. 湿热老化试验
模拟对象:高温高湿环境下的水解、腐蚀、电化学迁移
适用对象:PCB电路板、连接器、光伏组件、户外灯具、医疗设备
核心机制:
水汽渗透 → 材料吸湿膨胀、胶粘剂水解;
离子污染物 + 水膜 → 电化学迁移(枝晶短路);
金属触点氧化、霉菌滋生。
常用标准:
IEC 60068-2-78(恒定湿热)
JESD22-A101(电子器件)
IEC 61215(光伏组件,要求 1000h 双85)
典型条件:
“双85”:85℃ / 85% RH(行业默认严酷等级)
时间:500h、1000h、2000h
进阶:THB(高温高湿偏压)、HAST(高加速应力)
关键指标:绝缘电阻下降、漏电流增大、外观起泡/雾化。
三、如何选择?一张表帮你决策
| 产品使用场景 | 主导老化因素 | 推荐试验组合 |
|---|---|---|
| 户外塑料外壳(路灯、充电桩) | 紫外 + 高温 | UV老化 + 高温老化 |
| 南方家用电器 | 湿热 + 霉菌 | 湿热老化 + 霉菌测试 |
| 汽车发动机舱线束 | 高温 + 振动 | 高温老化 + 振动测试 |
| 光伏背板 | 紫外 + 湿热 | UV老化 + 双85湿热 |
| 手机充电器(全球销售) | 湿热 + 高温 | 双85 + 70℃高温存储 |
| 医疗器械(热带地区) | 湿热 + 无菌包装老化 | 湿热 + 实时/加速老化 |
四、进阶趋势:从单一应力到多场耦合
现实环境从来不是“单打独斗”,未来老化试验正走向复合化:
UV + 湿热循环:模拟昼夜交替(白天暴晒,夜晚结露);
高温 + 湿热 + 电载荷:验证带电设备在热带运行可靠性;
盐雾 + UV:沿海地区户外设备综合验证;
AI寿命预测:基于早期老化数据,建模推算10年衰减曲线。
结语:真正的耐用,经得起时间的“作弊”
老化试验,是一场与时间的谈判。
它不靠玄学,只用数据说话;
它不求惊艳,只求在岁月流逝中,依然可靠如初。


