熱濕老化測試介紹

熱濕老化測試（Thermal and Humidity Aging Test）是一種通過模擬高溫高濕環(huán)境，評估材料或產(chǎn)品在長期濕熱條件下性能變化和耐久性的實驗方法。以下是該測試的詳細(xì)說明：

一、測試目的

1. 評估材料/產(chǎn)品的耐濕熱老化性能：通過加速老化過程，模擬實際使用環(huán)境中高溫高濕對材料的長期影響（如腐蝕、變形、性能衰減等）。

2. 驗證可靠性：確保產(chǎn)品在極端環(huán)境下的穩(wěn)定性，例如電子元器件、汽車零部件、光伏組件、橡膠制品等。

3. 改進(jìn)設(shè)計與工藝：通過測試結(jié)果優(yōu)化材料選擇、涂層工藝或產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計。

二、測試原理

在高溫高濕環(huán)境下，水分子滲透到材料內(nèi)部，可能引發(fā)以下問題：

• 物理性能變化：如膨脹、收縮、脆化、軟化等。

• 化學(xué)反應(yīng)加速：如氧化、水解、降解等。

• 機(jī)械性能劣化：如拉伸強(qiáng)度、彈性模量下降。

• 外觀缺陷：如起泡、開裂、變色、霉變等。

三、常見測試條件

根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和材料特性，測試條件可能不同。以下為常見參數(shù)：

四、測試設(shè)備

1. 濕熱老化試驗箱

• 溫度范圍：室溫至100℃（部分可至150℃）。

• 濕度范圍：20%~98% RH。

• 控制精度：溫度 ±0.5℃，濕度 ±1.5% RH。

• 升降溫速率：1~3℃/min（部分設(shè)備支持快速循環(huán)）。

• 功能：精確控制溫度和濕度，模擬恒定或循環(huán)的濕熱環(huán)境。

• 關(guān)鍵參數(shù)：

• 典型型號：高低溫濕熱交變試驗箱（如GB/T 2423系列、IEC 60068標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備）。

2. 輔助設(shè)備

• 拉力試驗機(jī)：測量材料拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率等力學(xué)性能。

• 硬度計：評估橡膠或塑料的硬度變化。

• 鹽霧試驗箱：結(jié)合鹽霧測試評估電化學(xué)腐蝕（如金屬部件）。

五、測試步驟

以硫化橡膠熱濕老化測試為例（參考標(biāo)準(zhǔn)：ASTM D573）：

1. 樣品制備

• 按標(biāo)準(zhǔn)尺寸切割試樣（如100×100×原厚 mm）。

• 打磨表面并記錄初始性能（如拉伸強(qiáng)度、硬度、質(zhì)量）。

2. 預(yù)處理

• 在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境（23±2℃，50±5% RH）下調(diào)節(jié)至恒重（質(zhì)量變化＜0.1%/24h）。

3. 老化處理

• 將試樣放入濕熱試驗箱，設(shè)置目標(biāo)溫度和濕度（如70℃/95% RH）。

• 持續(xù)暴露至規(guī)定時間（如72小時）。

4. 后處理

• 取出試樣，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境平衡2小時。

• 重新測量性能指標(biāo)（拉伸強(qiáng)度、硬度、質(zhì)量等）。

5. 結(jié)果分析

• 拉伸強(qiáng)度變化率 ≤ 20%（部分行業(yè)要求更嚴(yán)格）。

• 外觀無明顯裂紋、起泡或霉變。

• 計算性能變化率：

  $$\text{變化率}(\mathrm{\%})=\frac{\text{老化后值}?\text{初始值}}{\text{初始值}}\times 100$$

• 判定標(biāo)準(zhǔn)：

六、典型應(yīng)用場景

1. 電子行業(yè)

• PCB電路板：評估高溫高濕下焊點可靠性（參考標(biāo)準(zhǔn)：JESD22-A108）。

• LED燈具：測試濕熱環(huán)境下的光衰和密封性（參考標(biāo)準(zhǔn)：IEC 60920）。

2. 汽車行業(yè)

• 散熱器：驗證冷卻系統(tǒng)密封性和抗腐蝕能力（參考標(biāo)準(zhǔn)：QC/T 468-2010）。

• 橡膠密封件：評估長期濕熱環(huán)境下的耐老化性能（參考標(biāo)準(zhǔn)：ISO 1817）。

3. 新能源領(lǐng)域

• 光伏組件：雙85測試（85℃/85% RH）評估功率衰減和封裝材料劣化（參考標(biāo)準(zhǔn)：IEC 61215）。

• 新能源電池：模擬濕熱環(huán)境下的容量保持率和安全性（參考專利：CN119846502A）。

4. 建筑材料

• 塑料型材：測試長期濕熱下的尺寸穩(wěn)定性和抗變形能力。

• 涂料/涂層：評估附著力、耐黃變性能。

七、注意事項

1. 設(shè)備校準(zhǔn)：定期校驗溫濕度傳感器和控制精度。

2. 樣品代表性：確保樣品均勻性和數(shù)量（通?！?個平行樣）。

3. 環(huán)境控制：避免外部振動、氣流干擾試驗箱內(nèi)部均勻性。

4. 安全防護(hù)：高溫高濕環(huán)境下操作需注意防燙、防滑。

八、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

• 國際標(biāo)準(zhǔn)：

• IEC 60068-2-67（恒定濕熱試驗）。

• ASTM D573（橡膠熱老化測試）。

• ISO 4892-3（塑料濕熱老化測試）。

• 中國標(biāo)準(zhǔn)：

• GB/T 2423.3（電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程）。

• QC/T 468-2010（汽車散熱器試驗方法）。

通過熱濕老化測試，可以有效預(yù)測材料或產(chǎn)品在長期使用中的性能變化，為質(zhì)量控制和研發(fā)改進(jìn)提供科學(xué)依據(jù)。