鹽霧試驗標準人工模擬鹽霧試驗又包括中性鹽霧試驗、醋酸鹽霧試驗、銅鹽加速醋酸鹽霧試驗、交變鹽霧試驗。

　　（1） 中性鹽霧試驗（NSS試驗）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（ASS試驗）是在中性鹽霧試驗的基礎(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試驗快3倍左右。

　　（3） 銅鹽加速醋酸鹽霧試驗（CASS試驗）是國外近發(fā)展起來的一種快速鹽霧腐蝕試驗，試驗溫度為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試驗的8倍。

　　（4） 交變鹽霧試驗是一種綜合鹽霧試驗，它實際上是中性鹽霧試驗加恒定濕熱試驗。它主要用于空腔型的整機產(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后考核整機產(chǎn)品的電性能和機械性能有無變化。

　　三、 鹽霧試驗標準及試驗結(jié)果的判定

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

　　鹽霧試驗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)計分析法。評級判定法是把腐蝕面積與總面積之比的百分數(shù)按一定的方法劃分成幾個級別，以某一個級別作為合格判定依據(jù)，它適合平板樣品進行評價；稱重判定法是通過對腐蝕試驗前后樣品的重量進行稱重的方法，計算出受腐蝕損失的重量來對樣品耐腐蝕質(zhì)量進行評判，它適用于對某種金屬耐腐蝕質(zhì)量進行考核；腐蝕物出現(xiàn)判定法是一種定性的判定法，它以鹽霧腐蝕試驗后，產(chǎn)品是否產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象來對樣品進行判定，一般產(chǎn)品標準中大多采用此方法；腐蝕數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法提供了設(shè)計腐蝕試驗、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

　　鹽霧試驗技術(shù)分析與探討

　?。◤V州電器科學研究院 陳永、劉功桂、巫銘禮）

　　摘要：分析鹽霧試驗技術(shù)對試驗結(jié)果的影響，并從鹽霧腐蝕機理、影響鹽霧腐蝕的因素包括試驗溫濕度、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結(jié)果表述等方面對提鹽霧試驗結(jié)果的性進行了探討。

　　關(guān)鍵詞：鹽霧、試驗技術(shù)、性

　　一、鹽霧腐蝕的危害

　　鹽霧腐蝕會破壞金屬保護層，使它失去裝飾性，降低機械度；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，尤為嚴重；當鹽霧降落在絕緣體表面時，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數(shù)量級；機械部件或運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動部件被卡死。

　　二、鹽霧腐蝕機理

　　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。金屬保護層和有機材料保護層也同樣，當作為電解質(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層或有機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入金屬內(nèi)部，破壞金屬的鈍態(tài)。同時，氯離子具有小的水合能，容易被吸附在金屬表面，取代保護金屬的氧化層中的氧，使金屬受到破壞。

　　除了氯離子外，鹽霧腐蝕機理還受溶解于鹽溶液里（實質(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)致保護層鼓起。

　　三、影響鹽霧腐蝕的因素

　　影響鹽霧試驗結(jié)果的主要因素包括：試驗溫濕度、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%。當相對濕度達到或過這個臨界濕度時，鹽將潮解而形成導(dǎo)電性能良好的電解液。當相對濕度降低，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》標準指出：“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%”。這是因為溫度升，分子運動加劇，化學反應(yīng)速度加快的結(jié)果。對于中性鹽霧試驗，大多數(shù)學者認為試驗溫度選在35℃較為恰當。如果試驗溫度過，鹽霧腐蝕機理與實際情況差別較大。

　　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%以下時鋼、鎳、黃銅的腐蝕速度隨濃度的增加而增加；當濃度大于5%時，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，當鹽濃度增加到5%時，氧含量達到相對的飽和，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，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嚴重。研究結(jié)果表明：鋼板與水平線成45度角時，每平方米的腐蝕失重量為250 g，鋼板平面與垂直線平行時，腐蝕失重量為每平方米140 g。GB/T2423.17-93標準規(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表明, 鹽溶液的pH值為3.0的醋酸鹽霧試驗（ASS）的腐蝕性比pH值為6.5～7.2的中性鹽霧試驗（NSS）嚴酷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)定試驗過程中鹽溶液 pH值的辦法,以提鹽霧試驗結(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?？諝庵幸部赡艽嬖趬A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,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。當利用壓縮空氣噴霧時,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間

　　噴霧使鹽溶液變成直徑為1～5μm微細顆粒的鹽霧。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,溶入和逸出速度zui終將達到平衡狀態(tài)。在達到平衡狀態(tài)以前,隨著時間的增加,溶入（或逸出）的量也將增加。

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

　　試驗結(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間與pH值變化情況

　　鹽溶液編號 存放前pH 值 存放時間 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） 在大氣中的存放時間（小時）

　　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值隨著存放時間的增加而升。

　　5．鹽霧沉降量和噴霧方式

　　鹽霧顆粒越細，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散進入試驗區(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,當聲壓達到一定值時,微氣泡迅速膨脹然后突然閉合,在微氣泡閉合時產(chǎn)生沖擊波。這種膨脹、閉合、振蕩等一系列動力學過程稱為聲空化。在聲空化作用下液體在氣相中分散并在液體表面形成細霧飛逸，細霧在流動氣體的帶動下,*從霧化杯里流出實現(xiàn)聲霧化。整個過程中只有物理反應(yīng),而未發(fā)生化學反應(yīng)。