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盐雾测试SaltFogTest盐雾试验与实际情况的关系一、盐雾的腐蚀腐蚀是材料或其性能在环境的作用下引起的破坏或变质。大多数的腐蚀发生在大气环境中，大气中含有氧气、湿度、温度变化和污染物等腐蚀成分和腐蚀因素。盐雾腐蚀就是一种常见和最有破坏性的大气腐蚀。这里讲的盐雾是指氯化物的大气，它的主要腐蚀成分是海洋中的氯化物盐—氯化钠，它主要来源于海洋和内地盐碱地区。盐雾对金属材料表面的腐蚀是由于含有的氯离子穿透金属表面的氧化层和防护层与内部金属发生电化学反应引起的。同时，氯离子含有一定的水合能，易被吸附在金属表面的孔隙、裂缝排挤并取代氯化层中的氧，把不溶性的氧化物变成可溶性的氯化物，使钝化态表面变成活泼表面。造成对产品极坏的不良反应。二、盐雾试验及与实际的联系盐雾试验是一种主要利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验。它分为二大类，一类为天然环境暴露试验，另一类为人工加速模拟盐雾环境试验。人工模拟盐雾环境试验是利用一种具有一定容积空间的试验设备—盐雾试验箱，在其容积空间内用人工的方法，造成盐雾环境来对产品的耐盐雾腐蚀性能质量进行考核。它与天然环境相比，其盐雾环境的氯化物的盐浓度，可以是一般天然环境盐雾含量的几倍或几十倍，使腐蚀速度大大提高，对产品进行盐雾试验，得出结果的时间也大大缩短。如在天然暴露环境下对某产品样品进行试验，待其腐蚀可能要1年，而在人工模拟盐雾环境条件下试验，只要24小时，即可得到相似的结果。人工模拟盐雾试验又包括中性盐雾试验、醋酸盐雾试验、铜盐加速醋酸盐雾试验、交变盐雾试验。(1)中性盐雾试验（NSS试验）是出现最早目前应用领域最广的一种加速腐蚀试验方法。它采用5%的氯化钠盐水溶液，溶液PH值调在中性范围（6～7）作为喷雾用的溶液。试验温度均取35℃，要求盐雾的沉降率在1～2ml/80cm2.h之间。(2)醋酸盐雾试验（ASS试验）是在中性盐雾试验的基础上发展起来的。它是在5%氯化钠溶液中加入一些冰醋酸，使溶液的PH值降为3左右，溶液变成酸性，最后形成的盐雾也由中性盐雾变成酸性。它的腐蚀速度要比NSS试验快3倍左右。(3)铜盐加速醋酸盐雾试验（CASS试验）是国外新近发展起来的一种快速盐雾腐蚀试验，试验温度为50℃，盐溶液中加入少量铜盐—氯化铜，强烈诱发腐蚀。它的腐蚀速度大约是NSS试验的8倍。(4)交变盐雾试验是一种综合盐雾试验，它实际上是中性盐雾试验加恒定湿热试验。它主要用于空腔型的整机产品，通过潮态环境的渗透，使盐雾腐蚀不但在产品表面产生，也在产品内部产生。它是将产品在盐雾和湿热两种环境条件下交替转换，最后考核整机产品的电性能和机械性能有无变化。三、盐雾试验标准及试验结果的判定标准是对重复性事物和概述所做的统一规定。盐雾试验标准是对盐雾试验条件，如温度、湿度、氯化钠溶液浓度和PH值等做的明确具体规定，另外还对盐雾试验箱性能提出技术要求。同种产品采用那种盐雾试验标准要根据盐雾试验的特性和金属的腐蚀速度及对盐雾的敏感程度选择。下面介绍几个盐雾试验标准，如GB/T2423.17—1993《电工电子产品基本环境试验规程试验Ka：盐雾试验方法》，GB/T2423.18—2000《电工电子产品环境试验第2部分：试验试验Kb：盐雾，交变（氯化钠溶液）》，GB5938—86《轻工产品金属镀层和化学处理层的耐腐蚀试验方法》，GB/T1771—91《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》。盐雾试验的目的是为了考核产品或金属材料的耐盐雾腐蚀质量，而盐雾试验结果判定正是对产品质量的宣判，它的判定结果是否正确合理，是正确衡量产品或金属抗盐雾腐蚀质量的关键。盐雾试验结果的判定方法有：评级判定法、称重判定法、腐蚀物出现判定法、腐蚀数据统计分析法。评级判定法是把腐蚀面积与总面积之比的百分数按一定的方法划分成几个级别，以某一个级别作为合格判定依据，它适合平板样品进行评价；称重判定法是通过对腐蚀试验前后样品的重量进行称重的方法，计算出受腐蚀损失的重量来对样品耐腐蚀质量进行评判，它特别适用于对某种金属耐腐蚀质量进行考核；腐蚀物出现判定法是一种定性的判定法，它以盐雾腐蚀试验后，产品是否产生腐蚀现象来对样品进行判定，一般产品标准中大多采用此方法；腐蚀数据统计分析方法提供了设计腐蚀试验、分析腐蚀数据、确定腐蚀数据的置信度的方法，它主要用于分析、统计腐蚀情况，而不是具体用于某一具体产品的质量判定盐雾试验技术分析与探讨摘要：分析盐雾试验技术对试验结果的影响，并从盐雾腐蚀机理、影响盐雾腐蚀的因素包括试验温湿度、盐溶液的浓度、样品放置角度、盐溶液的pH值、盐雾沉降量和喷雾方式以及试验结果表述等方面对提高盐雾试验结果的有效性进行了探讨。关键词：盐雾、试验技术、有效性一、盐雾腐蚀的危害盐雾腐蚀会破坏金属保护层，使它失去装饰性，降低机械强度；一些电子元器件和电器线路，由于腐蚀而造成电源线路中断，特别是在有振动的环境中，尤为严重；当盐雾降落在绝缘体表面时，将使表面电阻降低；绝缘体吸收盐溶液后，它的体积电阻将降低四个数量级；机械部件或运动部件的活动部位由于腐蚀物的产生，而增加了摩擦力以至造成运动部件被卡死。二、盐雾腐蚀机理盐雾对金属材料的腐蚀，主要是导电的盐溶液渗入金属内部发生电化学反应，形成“低电位金属－电解质溶液－高电位杂质”微电池系统，发生电子转移，作为阳极的金属出现溶解，形成新的化合物即腐蚀物。金属保护层和有机材料保护层也同样，当作为电解质的盐溶液渗入内部后，便会形成以金属为电极和金属保护层或有机材料为另一电极的微电池。盐雾腐蚀破坏过程中起主要作用的是氯离子。它具有很强的穿透本领，容易穿透金属氧化层进入金属内部，破坏金属的钝态。同时，氯离子具有很小的水合能，容易被吸附在金属表面，取代保护金属的氧化层中的氧，使金属受到破坏。除了氯离子外，盐雾腐蚀机理还受溶解于盐溶液里（实质上是溶解在试样表面的盐液膜）氧的影响。氧能够引起金属表面的去极化过程，加速阳极金属溶解，由于盐雾试验过程中持续喷雾，不断沉降在试样表面上的盐液膜，使含氧量始终保持在接近饱和状态。腐蚀产物的形成，使渗入金属缺陷里的盐溶液的体积膨胀，因此增加了金属的内部应力，引起了应力腐蚀，导致保护层鼓起。三、影响盐雾腐蚀的因素影响盐雾试验结果的主要因素包括：试验温湿度、盐溶液的浓度、样品放置角度、盐溶液的pH值、盐雾沉降量和喷雾方式等。1．试验温湿度温度和相对湿度影响盐雾的腐蚀作用。金属腐蚀的临界相对湿度大约为70%。当相对湿度达到或超过这个临界湿度时，盐将潮解而形成导电性能良好的电解液。当相对湿度降低，盐溶液浓度将增加直至析出结晶盐，腐蚀速度相应降低。试验温度越高盐雾腐蚀速度越快。国际电工委员会IEC60355：1971《ANAPPRAISALOFTHEPROBLEMSOFACCELERATEDTESTINGFORATMOSPHERICCORROSION》标准指出：“温度每升高10℃，腐蚀速度提高2～3倍，电解质的导电率增加10～20%”。这是因为温度升高，分子运动加剧，化学反应速度加快的结果。对于中性盐雾试验，大多数学者认为试验温度选在35℃较为恰当。如果试验温度过高，盐雾腐蚀机理与实际情况差别较大。2．盐溶液的浓度盐溶液的浓度对腐蚀速度的影响与材料和覆盖层的种类有关。浓度在5%以下时钢、镍、黄铜的腐蚀速度随浓度的增加而增加；当浓度大于5%时，这些金属的腐蚀速度却随着浓度的增加而下降。上述这种现象可以用盐溶液里的氧含量来解释，盐溶液里的氧含量与盐的浓度有关，在低浓度范围内，氧含量随盐浓度的增加而增加，但是，当盐浓度增加到5%时，氧含量达到相对的饱和，如果盐浓度继续增加，氧含量则相应下降。氧含量下降，氧的去极化能力也下降即腐蚀作用减弱。但对于锌、镉、铜等金属，腐蚀速度却始终随着盐溶液浓度的增加而增加。3．样品的放置角度样品的放置角度对盐雾试验的结果有明显影响。盐雾的沉降方向是接近垂直方向的，样品水平放置时，它的投影面积最大，样品表面承受的盐雾量也最多，因此腐蚀最严重。研究结果表明：钢板与水平线成45度角时，每平方米的腐蚀失重量为250g，钢板平面与垂直线平行时，腐蚀失重量为每平方米140g。GB/T2423.17-93标准规定“平板状样品的放置方法，应该使受试面与垂直方向成30度角。”4．盐溶液的pH值盐溶液的pH值是影响盐雾试验结果的主要因素之一。pH值越低，溶液中氢离子浓度越高，酸性越强腐蚀性也越强。以Fe/Zn、Fe/Cd、Fe/Cu/Ni/Cr等电镀件的盐雾试验表明,盐溶液的pH值为3.0的醋酸盐雾试验(ASS)的腐蚀性比pH值为6.5～7.2的中性盐雾试验(NSS)严酷1.5～2.0倍。由于受到环境因素的影响，盐溶液的pH值会发生变化。为此国内外的盐雾试验标准对盐溶液的pH值范围都作了规定，并提出稳定试验过程中盐溶液pH值的办法,以提高盐雾试验结果的重现性。影响盐溶液pH值变化的原因和结果1）引起盐雾试验过程中盐溶液pH值变化的根源主要来自空气中的可溶性物质,这些物质的性质可能不同,有些溶于水里后呈酸性,有些溶于水里后呈碱性；2）盐雾试验过程中，空气中的可溶性物质溶入盐溶液或从盐溶液里逸出的过程是一个可逆过程。溶入物质会使盐溶液的pH值降低,而逸出物质会使盐溶液pH值升高,降低率和升高率相等的同时溶入速度大于逸出速度,将使盐溶液的pH值降低。反之,盐溶液的pH值升高。溶入和逸出速度相等,则pH值不变。3）影响盐溶液pH值变化的因素很多。例如空气中可溶性物质的性质和含量、压力、空气与盐溶液的接触面积和接触时间等。a.空气中可溶性物质的性质和含量空气中含有CO2,SO2,NO2,H2S等，这些气体溶于水则生成酸性物质,使水的pH值降低。空气中也可能存在碱性的尘埃颗粒，这些物质溶于水会使水的pH值升高。b.大气压力气体在水中的溶解度与大气压力成正比。0℃时,1atm大气压力下100ml的水中能溶解0.355gCO2,而在2atm大气压力下100ml水能溶解0.670gCO2。当利用压缩空气喷雾时,由于大气压力增加,空气中CO2等酸性物质的溶解量增加,盐溶液的pH值降低。这个过程与喷雾后受温度下降而使CO2从盐溶液里逸出的过程恰恰相反。c.空气与盐溶液的接触面积和接触时间喷雾使盐溶液变成直径为1～5μm微细颗粒的盐雾。接触面积增加使得气体溶入液体或气体从液体中逸出的量都大大增加。当影响气体溶入液体和气体从液体中逸出的条件（例如压力,温度等）不变时,溶入和逸出速度最终将达到平衡状态。在达到平衡状态以前,随着时间的增加,溶入(或逸出)的量也将增加。下列三个试验的结果将表明空气与盐溶液的接触面积和接触时间对盐溶液pH值的影响试验结果见表1、表2、表3。1.表1：加盖500ml容量瓶里的盐溶液存放时间与pH值变化情况盐溶液编号存放前pH值存放时间存放后pH值Ⅰ7.288天7.2Ⅱ7.288天7.1表2：在一般大气条件下气液接触面积和接触时间对盐溶液pH值的影响盛液容器和直径(mm)在大气中的存放时间（小时）041024168小口瓶（Φ10）7.07.07.07.07.0培养皿（Φ100）7.06.76.46.46.0表3:在含碱性物质的环境中存放条件和时间对盐溶液pH值的影响盛液容器盐溶液在碱洗车间存放时间（天）01237101530200ml带盖瓶6.66.66.66.66.76.76.86.7200ml无盖瓶6.66.97.27.37.57.77.77.724L无盖槽6.5----7.25--从表1、表2和表3中可见:①存放在密闭容器里的盐溶液，其pH值不随存放时间的增加而变化。原因在于没有与空气接触。②存放在无盖培养皿里的盐溶液，随着气液接触时间的增加，其pH值明显下降。显然是由于与空气有较大的接触面积。③在含有碱性物质的环境中，无盖容器里的盐溶液的pH值随着存放时间的增加而升高。5．盐雾沉降量和喷雾方式盐雾颗粒越细，所形成的表面积越大，被吸附的氧量越多，腐蚀性也越强。自然界中90%以上盐雾颗粒的直径为1微米以下，研究成果表明：直径1微米的盐雾颗粒表面所吸附的