手機外殼材料耐刮擦 + 耐光照老化，氙燈老化試驗箱能否同步模擬？

上海簡戶儀器設備有限公司是一家高科技合資企業,專業生產銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機、冷熱沖擊機、振動試驗機、機械沖擊機、跌落試驗機的環境試驗儀器的公司，是一家具有研發生產銷售經營各類可靠性環境試驗設備的公司。經驗豐富，并得到許多國內外廠商的信賴與支持。現在我們成為許多品牌的供應商。

摘要

本技術論文圍繞手機外殼材料的性能需求，深入探討氙燈老化試驗箱同步模擬耐刮擦與耐光照老化測試的可行性。通過分析手機外殼材料的常見類型與老化機制，結合氙燈老化試驗箱的技術原理與功能特性，研究其在模擬光照老化環境下疊加刮擦測試的技術實現方式，為全面評估手機外殼材料的綜合性能提供理論依據與技術參考，助力提升手機外殼產品的質量與可靠性。

關鍵詞

手機外殼材料；耐刮擦；耐光照老化；氙燈老化試驗箱；同步模擬

一、引言

隨著智能手機行業的飛速發展，消費者對手機外觀的要求日益提高。手機外殼作為直接與外界接觸的部件，不僅需要具備美觀性，更要擁有良好的耐刮擦和耐光照老化性能。耐刮擦性能可防止手機外殼在日常使用中出現劃痕，保持外觀整潔；耐光照老化性能則能確保手機外殼在陽光照射等環境下，不發生褪色、變形等問題。氙燈老化試驗箱作為一種常用于材料老化測試的設備，能夠模擬自然光照環境，若能實現同步模擬耐刮擦與耐光照老化，將為手機外殼材料的性能評估提供更高效、全面的測試手段 。

二、手機外殼材料類型與老化機制

2.1 手機外殼材料類型

當前，手機外殼材料主要包括塑料、金屬、玻璃以及復合材料等。塑料材料（如聚碳酸酯 PC、丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物 ABS 等）具有質輕、易成型、成本低等優點；金屬材料（如鋁合金、不銹鋼等）強度高、質感好；玻璃材料透明度高、外觀精美；復合材料則結合了多種材料的優勢，具備更好的綜合性能 。

2.2 耐刮擦性能影響因素

手機外殼的耐刮擦性能主要取決于材料的硬度、表面粗糙度以及涂層性能等。材料硬度越高，抵抗刮擦的能力越強；表面粗糙度越低，越不容易被尖銳物體劃傷；而良好的涂層可以在材料表面形成保護膜，增強耐刮擦性能 。在日常使用中，手機外殼與鑰匙、指甲等尖銳物體的摩擦，是導致刮擦損傷的主要原因。

2.3 耐光照老化機制

光照老化對手機外殼材料的影響主要源于紫外線輻射。紫外線能量高，能夠破壞材料分子的化學鍵，引發光氧化反應。例如，塑料材料中的高分子鏈在紫外線作用下斷裂，導致材料變硬、變脆、褪色；金屬材料表面的涂層在紫外線照射下，會發生降解，失去保護作用，進而加速金屬的腐蝕；玻璃材料雖相對穩定，但在紫外線與濕度、溫度等因素的協同作用下，也可能出現表面結構變化 。

三、氙燈老化試驗箱的技術原理與功能特性

3.1 技術原理

氙燈老化試驗箱以氙弧燈為光源，通過濾光系統對氙燈光譜進行調整，使其光譜能量分布與自然陽光接近，尤其是在紫外線（290 - 400nm）、可見光（400 - 800nm）和紅外（800 - 2500nm）波段 。同時，試驗箱可精確控制溫度、濕度等環境參數，模擬不同的氣候條件，加速材料的老化過程。

3.2 功能特性

氙燈老化試驗箱具備精確的光照強度調節功能，可根據測試需求設定不同的紫外線輻照強度；溫度控制范圍廣，能模擬高溫、低溫環境；濕度調節系統可實現不同濕度條件的模擬；部分試驗箱還配備噴淋裝置，用于模擬降雨過程 。這些功能為全面模擬自然環境提供了保障。

四、氙燈老化試驗箱同步模擬耐刮擦與耐光照老化的可行性分析

4.1 硬件改造可行性

為實現同步模擬，可對氙燈老化試驗箱進行硬件改造。在試驗箱內部安裝刮擦測試裝置，該裝置需具備可調節的刮擦力度、速度和角度等參數，以模擬不同的刮擦工況 。例如，采用電動驅動的刮擦頭，通過傳感器實時監測刮擦力，確保測試的準確性和重復性。同時，刮擦裝置的材質應選用耐高溫、耐光照的材料，避免在老化試驗環境中自身發生性能變化，影響測試結果。

4.2 測試方法設計

在測試方法上，可先將手機外殼材料樣品置于氙燈老化試驗箱內，設定光照老化的相關參數，如光照強度、溫度、濕度等 。在光照老化過程中，按照一定的時間間隔，啟動刮擦測試裝置，對樣品進行刮擦測試。通過對比不同老化階段樣品的耐刮擦性能變化，分析光照老化與刮擦損傷的協同作用對材料性能的影響。例如，每隔 24 小時進行一次刮擦測試，記錄樣品表面的劃痕深度、數量等數據 。

4.3 環境因素協同作用

在自然環境中，手機外殼材料受到的光照老化與刮擦損傷往往同時存在，且相互影響。光照老化會使材料性能下降，降低其耐刮擦能力；而刮擦損傷破壞了材料表面的保護層，使材料更容易受到光照老化的影響 。氙燈老化試驗箱通過同步模擬這兩種因素，能夠更真實地反映手機外殼材料在實際使用中的老化過程，為評估材料的綜合性能提供更可靠的數據 。

五、同步模擬測試的關鍵技術要點

5.1 刮擦與光照參數匹配

刮擦力度、速度等參數需與光照老化條件相匹配。若刮擦力度過大，可能在短時間內對樣品造成嚴重損傷，掩蓋光照老化的影響；若力度過小，則難以檢測出材料在老化過程中耐刮擦性能的變化 。因此，需要通過預試驗確定合適的刮擦參數，確保在光照老化過程中，刮擦測試能夠準確反映材料性能的演變 。

5.2 數據采集與分析

在同步模擬測試過程中，需要實時采集光照老化和刮擦測試的相關數據，如光照強度、溫度、濕度、刮擦力、劃痕深度等 。利用數據采集系統將這些數據進行記錄和存儲，后期通過數據分析軟件，建立光照老化時間、環境參數與耐刮擦性能之間的關系模型，深入分析兩種因素對手機外殼材料性能的綜合影響 。

5.3 試驗重復性與準確性

為保證測試結果的可靠性，需嚴格控制試驗條件的一致性，確保每次試驗的光照強度、溫度、濕度、刮擦參數等相同 。同時，增加試驗次數，進行重復性試驗，通過統計分析減少試驗誤差，提高測試結果的準確性 。

六、結論

氙燈老化試驗箱通過硬件改造和測試方法設計，具備同步模擬手機外殼材料耐刮擦與耐光照老化的可行性。這種同步模擬測試方法能夠更真實地模擬手機外殼材料在實際使用中的復雜環境，全面評估材料的綜合性能，為手機外殼材料的研發、生產和質量控制提供更有效的技術手段 。未來，隨著技術的不斷發展，氙燈老化試驗箱的同步模擬測試技術有望進一步完善，為手機外殼材料的性能提升和行業發展提供更強有力的支持 。

關于我們

• 上海簡戶儀器設備有限公司是一家高科技合資企業,生產銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機、冷熱沖擊機、振動試驗機、機械沖擊機、跌落試驗機的環境試驗儀器的公司，研發生產銷售經營各類可靠性環境試驗設備。經驗豐富，并得到許多國內外廠商的信賴與支持。自公司成立以來,多次服務于國內外大學和研究所等檢測機構,如清華大學、蘇州大學、哈爾濱工業大學、北京工業大學、法國申美檢測、中科院物理所、中科院，SGS等**單位提供實施室方案和設備及其相關服務。努力開發半導體、光電、光通訊、航天太空、生物科技、食品、化工、制藥等行業產品所需的測試設備裝置。公司擁有一支的研發、生產和售後隊伍，從產品的研發到售后服務，每一個環節都以客戶的觀點與需求作為思考的出發點。

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• 簡戶擁有一支的研發、生產和售后服務隊伍，從產品的研發到售后服務，每一個環節都以客戶的觀點與需求作為思考的出發點，目前擁有博士學位2人，碩士5人，參與環境試驗箱國家標準起草和發行。企業制定標準，行業里通過ISO9001。是中國儀器儀表學會會員和理事單位。曾榮獲CCTV《中國儀器儀表20強品牌》殊榮，2010年入駐上海世博會民企館。簡戶自創辦以來，參與3項國家標準起草與制定，獲得40+件原創知識產權、軟著、集成電路)，6次獲得上海科技型中小企業稱號，合作過3200+家合作客戶(其中世界500強高校600家)。