鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)人工模擬鹽霧試驗(yàn)又包括中性鹽霧試驗(yàn)、醋酸鹽霧試驗(yàn)、銅鹽加速醋酸鹽霧試驗(yàn)、交變鹽霧試驗(yàn)。

　　（1） 中性鹽霧試驗(yàn)（NSS試驗(yàn)）是出現(xiàn)zui早目前應(yīng)用領(lǐng)域zui廣的一種加速腐蝕試驗(yàn)方法。它采用5%的氯化鈉鹽水溶液，溶液PH值調(diào)在中性范圍（6～7）作為噴霧用的溶液。試驗(yàn)溫度均取35℃，要求鹽霧的沉降率在1～2ml/80cm2.h之間。

　　（2） 醋酸鹽霧試驗(yàn)（ASS試驗(yàn)）是在中性鹽霧試驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它是在5%氯化鈉溶液中加入一些冰醋酸，使溶液的PH值降為3左右，溶液變成酸性，zui后形成的鹽霧也由中性鹽霧變成酸性。它的腐蝕速度要比NSS試驗(yàn)快3倍左右。

　　（3） 銅鹽加速醋酸鹽霧試驗(yàn)（CASS試驗(yàn)）是國外近發(fā)展起來的一種快速鹽霧腐蝕試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度為50℃，鹽溶液中加入少量銅鹽—氯化銅，烈誘發(fā)腐蝕。它的腐蝕速度大約是NSS試驗(yàn)的8倍。

　　（4） 交變鹽霧試驗(yàn)是一種綜合鹽霧試驗(yàn)，它實(shí)際上是中性鹽霧試驗(yàn)加恒定濕熱試驗(yàn)。它主要用于空腔型的整機(jī)產(chǎn)品，通過潮態(tài)環(huán)境的滲透，使鹽霧腐蝕不但在產(chǎn)品表面產(chǎn)生，也在產(chǎn)品內(nèi)部產(chǎn)生。它是將產(chǎn)品在鹽霧和濕熱兩種環(huán)境條件下交替轉(zhuǎn)換，zui后考核整機(jī)產(chǎn)品的電性能和機(jī)械性能有無變化。

　　三、 鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)結(jié)果的判定

　　標(biāo)準(zhǔn)是對重復(fù)性事物和概述所做的統(tǒng)一規(guī)定。鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是對鹽霧試驗(yàn)條件，如溫度、濕度、氯化鈉溶液濃度和PH值等做的明確具體規(guī)定，另外還對鹽霧試驗(yàn)箱性能提出技術(shù)要求。同種產(chǎn)品采用那種鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要根據(jù)鹽霧試驗(yàn)的特性和金屬的腐蝕速度及對鹽霧的敏感程度選擇。下面介紹幾個(gè)鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T2423.17—1993《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程 試驗(yàn)Ka：鹽霧試驗(yàn)方法》，GB/T2423.18—2000《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn) 試驗(yàn)Kb：鹽霧，交變（氯化鈉溶液）》，GB5938—86《輕工產(chǎn)品金屬鍍層和化學(xué)處理層的耐腐蝕試驗(yàn)方法》，GB/T1771—91《色漆和清漆 耐中性鹽霧性能的測定》。

　　鹽霧試驗(yàn)的目的是為了考核產(chǎn)品或金屬材料的耐鹽霧腐蝕質(zhì)量，而鹽霧試驗(yàn)結(jié)果判定正是對產(chǎn)品質(zhì)量的宣判，它的判定結(jié)果是否正確合理，是正確衡量產(chǎn)品或金屬抗鹽霧腐蝕質(zhì)量的關(guān)鍵。鹽霧試驗(yàn)結(jié)果的判定方法有：評級判定法、稱重判定法、腐蝕物出現(xiàn)判定法、腐蝕數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析法。評級判定法是把腐蝕面積與總面積之比的百分?jǐn)?shù)按一定的方法劃分成幾個(gè)級別，以某一個(gè)級別作為合格判定依據(jù)，它適合平板樣品進(jìn)行評價(jià)；稱重判定法是通過對腐蝕試驗(yàn)前后樣品的重量進(jìn)行稱重的方法，計(jì)算出受腐蝕損失的重量來對樣品耐腐蝕質(zhì)量進(jìn)行評判，它適用于對某種金屬耐腐蝕質(zhì)量進(jìn)行考核；腐蝕物出現(xiàn)判定法是一種定性的判定法，它以鹽霧腐蝕試驗(yàn)后，產(chǎn)品是否產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象來對樣品進(jìn)行判定，一般產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中大多采用此方法；腐蝕數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法提供了設(shè)計(jì)腐蝕試驗(yàn)、分析腐蝕數(shù)據(jù)、確定腐蝕數(shù)據(jù)的置信度的方法，它主要用于分析、統(tǒng)計(jì)腐蝕情況，而不是具體用于某一具體產(chǎn)品的質(zhì)量判定

　　鹽霧試驗(yàn)技術(shù)分析與探討

　?。◤V州電器科學(xué)研究院 陳永、劉功桂、巫銘禮）

　　摘要：分析鹽霧試驗(yàn)技術(shù)對試驗(yàn)結(jié)果的影響，并從鹽霧腐蝕機(jī)理、影響鹽霧腐蝕的因素包括試驗(yàn)溫濕度、鹽溶液的濃度、樣品放置角度、鹽溶液的pH值、鹽霧沉降量和噴霧方式以及試驗(yàn)結(jié)果表述等方面對提鹽霧試驗(yàn)結(jié)果的性進(jìn)行了探討。

　　關(guān)鍵詞：鹽霧、試驗(yàn)技術(shù)、性

　　一、鹽霧腐蝕的危害

　　鹽霧腐蝕會破壞金屬保護(hù)層，使它失去裝飾性，降低機(jī)械度；一些電子元器件和電器線路，由于腐蝕而造成電源線路中斷，是在有振動的環(huán)境中，尤為嚴(yán)重；當(dāng)鹽霧降落在絕緣體表面時(shí)，將使表面電阻降低；絕緣體吸收鹽溶液后，它的體積電阻將降低四個(gè)數(shù)量級；機(jī)械部件或運(yùn)動部件的活動部位由于腐蝕物的產(chǎn)生，而增加了摩擦力以至造成運(yùn)動部件被卡死。

　　二、鹽霧腐蝕機(jī)理

　　鹽霧對金屬材料的腐蝕，主要是導(dǎo)電的鹽溶液滲入金屬內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，形成“低電位金屬－電解質(zhì)溶液－電位雜質(zhì)”微電池系統(tǒng)，發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，作為陽的金屬出現(xiàn)溶解，形成的化合物即腐蝕物。金屬保護(hù)層和有機(jī)材料保護(hù)層也同樣，當(dāng)作為電解質(zhì)的鹽溶液滲入內(nèi)部后，便會形成以金屬為電和金屬保護(hù)層或有機(jī)材料為另一電的微電池。

　　鹽霧腐蝕破壞過程中起主要作用的是氯離子。它具有的穿透本領(lǐng)，容易穿透金屬氧化層進(jìn)入金屬內(nèi)部，破壞金屬的鈍態(tài)。同時(shí)，氯離子具有小的水合能，容易被吸附在金屬表面，取代保護(hù)金屬的氧化層中的氧，使金屬受到破壞。

　　除了氯離子外，鹽霧腐蝕機(jī)理還受溶解于鹽溶液里（實(shí)質(zhì)上是溶解在試樣表面的鹽液膜）氧的影響。氧能夠引起金屬表面的去化過程，加速陽金屬溶解，由于鹽霧試驗(yàn)過程中持續(xù)噴霧，不斷沉降在試樣表面上的鹽液膜，使含氧量始終保持在接近飽和狀態(tài)。腐蝕產(chǎn)物的形成，使?jié)B入金屬缺陷里的鹽溶液的體積膨脹，因此增加了金屬的內(nèi)部應(yīng)力，引起了應(yīng)力腐蝕，導(dǎo)致保護(hù)層鼓起。

　　三、影響鹽霧腐蝕的因素

　　影響鹽霧試驗(yàn)結(jié)果的主要因素包括：試驗(yàn)溫濕度、鹽溶液的濃度、樣品放置角度、鹽溶液的pH值、鹽霧沉降量和噴霧方式等。

　　1．試驗(yàn)溫濕度

　　溫度和相對濕度影響鹽霧的腐蝕作用。金屬腐蝕的臨界相對濕度大約為70%。當(dāng)相對濕度達(dá)到或過這個(gè)臨界濕度時(shí)，鹽將潮解而形成導(dǎo)電性能良好的電解液。當(dāng)相對濕度降低，鹽溶液濃度將增加直至析出結(jié)晶鹽，腐蝕速度相應(yīng)降低。

　　試驗(yàn)溫度越鹽霧腐蝕速度越快。電工委員會IEC60355：1971《AN APPRAISAL OF THE PROBLEMS OF ACCELERATED TESTING FOR ATMOSPHERIC CORROSION》標(biāo)準(zhǔn)指出：“溫度每升10℃，腐蝕速度提2～3倍，電解質(zhì)的導(dǎo)電率增加10～20%”。這是因?yàn)闇囟壬?，分子運(yùn)動加劇，化學(xué)反應(yīng)速度加快的結(jié)果。對于中性鹽霧試驗(yàn)，大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為試驗(yàn)溫度選在35℃較為恰當(dāng)。如果試驗(yàn)溫度過，鹽霧腐蝕機(jī)理與實(shí)際情況差別較大。

　　2．鹽溶液的濃度

　　鹽溶液的濃度對腐蝕速度的影響與材料和覆蓋層的種類有關(guān)。濃度在5%以下時(shí)鋼、鎳、黃銅的腐蝕速度隨濃度的增加而增加；當(dāng)濃度大于5%時(shí)，這些金屬的腐蝕速度卻隨著濃度的增加而下降。上述這種現(xiàn)象可以用鹽溶液里的氧含量來解釋，鹽溶液里的氧含量與鹽的濃度有關(guān)，在低濃度范圍內(nèi)，氧含量隨鹽濃度的增加而增加，但是，當(dāng)鹽濃度增加到5%時(shí)，氧含量達(dá)到相對的飽和，如果鹽濃度繼續(xù)增加，氧含量則相應(yīng)下降。氧含量下降，氧的去化能力也下降即腐蝕作用減弱。但對于鋅、鎘、銅等金屬，腐蝕速度卻始終隨著鹽溶液濃度的增加而增加。

　　3．樣品的放置角度

　　樣品的放置角度對鹽霧試驗(yàn)的結(jié)果有明顯影響。鹽霧的沉降方向是接近垂直方向的，樣品水平放置時(shí)，它的投影面積zui大，樣品表面承受的鹽霧量也zui多，因此腐蝕zui嚴(yán)重。研究結(jié)果表明：鋼板與水平線成45度角時(shí)，每平方米的腐蝕失重量為250 g，鋼板平面與垂直線平行時(shí)，腐蝕失重量為每平方米140 g。GB/T2423.17-93標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“平板狀樣品的放置方法，應(yīng)該使受試面與垂直方向成30度角。”

　　4．鹽溶液的pH值

　　鹽溶液的pH值是影響鹽霧試驗(yàn)結(jié)果的主要因素之一。pH值越低，溶液中氫離子濃度越，酸性越腐蝕性也越。以Fe/Zn、Fe/Cd、Fe/Cu/Ni/Cr等電鍍件的鹽霧試驗(yàn)表明, 鹽溶液的pH值為3.0的醋酸鹽霧試驗(yàn)（ASS）的腐蝕性比pH值為6.5～7.2的中性鹽霧試驗(yàn)（NSS）嚴(yán)酷1.5～2.0倍。

　　由于受到環(huán)境因素的影響，鹽溶液的pH值會發(fā)生變化。為此國內(nèi)外的對鹽溶液的pH值范圍都作了規(guī)定，并提出穩(wěn)定試驗(yàn)過程中鹽溶液 pH值的辦法,以提鹽霧試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性。

　　影響鹽溶液pH值變化的原因和結(jié)果

　　1）引起鹽霧試驗(yàn)過程中鹽溶液pH值變化的根源主要來自空氣中的可溶性物質(zhì),這些物質(zhì)的性質(zhì)可能不同,有些溶于水里后呈酸性, 有些溶于水里后呈堿性；

　　2）鹽霧試驗(yàn)過程中，空氣中的可溶性物質(zhì)溶入鹽溶液或從鹽溶液里逸出的過程是一個(gè)可逆過程。溶入物質(zhì)會使鹽溶液的 pH值降低,而逸出物質(zhì)會使鹽溶液 pH值升,降低率和升率相等的同時(shí)溶入速度大于逸出速度,將使鹽溶液的pH值降低。反之,鹽溶液的pH值升。溶入和逸出速度相等,則pH值不變。

　　3）影響鹽溶液pH值變化的因素多。例如空氣中可溶性物質(zhì)的性質(zhì)和含量、壓力、空氣與鹽溶液的接觸面積和接觸時(shí)間等。

　　a.空氣中可溶性物質(zhì)的性質(zhì)和含量

　　空氣中含有CO2,SO2 ,NO2 ,H2S等，這些氣體溶于水則生成酸性物質(zhì),使水的pH值降低。空氣中也可能存在堿性的塵埃顆粒，這些物質(zhì)溶于水會使水的pH值升。

　　b.大氣壓力

　　氣體在水中的溶解度與大氣壓力成正比。0℃時(shí),1atm大氣壓力下100ml的水中能溶解0.355g CO2 ,而在2atm大氣壓力下100ml水能溶解0.670g CO2。當(dāng)利用壓縮空氣噴霧時(shí),由于大氣壓力增加,空氣中CO2 等酸性物質(zhì)的溶解量增加, 鹽溶液的pH值降低。這個(gè)過程與噴霧后受溫度下降而使CO2 從鹽溶液里逸出的過程恰恰相反。

　　c.空氣與鹽溶液的接觸面積和接觸時(shí)間

　　噴霧使鹽溶液變成直徑為1～5μm微細(xì)顆粒的鹽霧。接觸面積增加使得氣體溶入液體或氣體從液體中逸出的量都增加。當(dāng)影響氣體溶入液體和氣體從液體中逸出的條件（例如壓力,溫度等）不變時(shí),溶入和逸出速度zui終將達(dá)到平衡狀態(tài)。在達(dá)到平衡狀態(tài)以前,隨著時(shí)間的增加,溶入（或逸出）的量也將增加。

　　下列三個(gè)試驗(yàn)的結(jié)果將表明空氣與鹽溶液的接觸面積和接觸時(shí)間對鹽溶液pH值的影響

　　試驗(yàn)結(jié)果見表1、表2、表3。

　　1. 表1：加蓋500ml容量瓶里的鹽溶液存放時(shí)間與pH值變化情況

　　鹽溶液編號 存放前pH 值 存放時(shí)間 存放后 pH 值

　　Ⅰ 7.2 88 天 7.2

　　Ⅱ 7.2 88 天 7.1

　　表2：在一般大氣條件下氣液接觸面積和接觸時(shí)間對鹽溶液pH值的影響

　　盛液容器和直徑（mm） 在大氣中的存放時(shí)間（小時(shí)）

　　0 4 10 24 168

　　小口瓶（Φ10） 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0

　　培養(yǎng)皿（Φ100） 7.0 6.7 6.4 6.4 6.0

　　表3:在含堿性物質(zhì)的環(huán)境中存放條件和時(shí)間對鹽溶液pH值的影響

　　盛液容器 鹽溶液在堿洗車間存放時(shí)間（天）

　　0 1 2 3 7 10 15 30

　　200ml 帶蓋瓶 6.6 6.6 6.6 6.6 6.7 6.7 6.8 6.7

　　200ml 無蓋瓶 6.6 6.9 7.2 7.3 7.5 7.7 7.7 7.7

　　24L 無蓋槽 6.5 - - - - 7.25 - -

　　從表1、表2和表3中可見:

　　①存放在密閉容器里的鹽溶液，其pH值不隨存放時(shí)間的增加而變化。原因在于沒有與空氣接觸。

　　②存放在無蓋培養(yǎng)皿里的鹽溶液，隨著氣液接觸時(shí)間的增加，其pH值明顯下降。顯然是由于與空氣有較大的接觸面積。

　　③在含有堿性物質(zhì)的環(huán)境中，無蓋容器里的鹽溶液的 pH值隨著存放時(shí)間的增加而升。

　　5．鹽霧沉降量和噴霧方式

　　鹽霧顆粒越細(xì)，所形成的表面積越大，被吸附的氧量越多，腐蝕性也越。自然界中90%以上鹽霧顆粒的直徑為1微米以下，研究成果表明：直徑1微米的鹽霧顆粒表面所吸附的氧量與顆粒內(nèi)部溶解的氧量是相對平衡的。鹽霧顆粒再小，所吸附的氧量也不再增加。

　　傳統(tǒng)的噴霧方法包括氣壓噴射法和噴塔法，zui明顯的缺點(diǎn)是鹽霧沉降量均勻性較差，鹽霧顆粒直徑較大。聲霧化法借用聲霧化原理將鹽溶液直接霧化成鹽霧并通過擴(kuò)散進(jìn)入試驗(yàn)區(qū)，解決了鹽霧沉降量均勻性差的問題，而且鹽霧顆粒直徑更小。不同的噴霧方法對鹽溶液的pH值也會產(chǎn)生影響（見表4）

　　表4:不同噴霧方法對鹽溶液pH值變化的影響

　　噴霧方法 供噴鹽液pH值 聚集鹽液pH值 pH值變化

　　氣壓噴射法 7.0 6.0 -1.0

　　氣壓噴塔法 7.4 6.5 -0.9

　　聲霧化法 7.0 6.9 -0.1

　　從表4中可見：不使用壓縮空氣的聲霧化法對鹽溶液 pH值的影響不大,而利用壓縮空氣噴霧的氣壓噴射法和噴塔法，鹽溶液的pH值變化明顯。

　　1）聲霧化工作原理

　　聲霧化工作原理是利用聲波發(fā)生器與換能器產(chǎn)生自激振蕩,向水中輻射烈的聲波,聲波通過水和半透膜傳遞作用于霧化杯內(nèi)的待霧化鹽溶液,使存在于鹽溶液中的微氣泡在聲場作用下起振,當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí),微氣泡迅速膨脹然后突然閉合,在微氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波。這種膨脹、閉合、振蕩等一系列動力學(xué)過程稱為聲空化。在聲空化作用下液體在氣相中分散并在液體表面形成細(xì)霧飛逸，細(xì)霧在流動氣體的帶動下,*從霧化杯里流出實(shí)現(xiàn)聲霧化。整個(gè)過程中只有物理反應(yīng),而未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。