鹽霧試驗(yàn)原理

        鹽霧試驗(yàn)是一種主要利用鹽霧試驗(yàn)設(shè)備所創(chuàng)造的人工模擬鹽霧環(huán)境條件來考核產(chǎn)品、耐腐蝕性能的環(huán)境試驗(yàn)。對于機(jī)械產(chǎn)品而言，鹽霧中的氯化鈉在一定條件下會分解為Na+離子和Cl－離子，與金屬材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成強(qiáng)酸性的金屬鹽，其中的金屬離子與氧氣接觸后又還原生成較穩(wěn)定的金屬氧化物，使金屬或涂層腐蝕生銹、起泡，從而出現(xiàn)構(gòu)件/緊固件腐蝕損壞，機(jī)械部組件的活動部位阻塞引起動部件卡死或失靈，微細(xì)導(dǎo)線/印刷線路板開路或短路，元件腿斷裂等情形。對于電子產(chǎn)品而言，鹽溶液的導(dǎo)電性會使絕緣體表面電阻和體積電阻大大降低，其鹽霧腐蝕物與鹽溶液的干燥結(jié)晶（鹽粒）間的電阻會比原金屬高，會增加該部位電阻和壓降，影響觸電動作，從而影響產(chǎn)品的電性能。
        鹽霧試驗(yàn)分類

        人工鹽霧試驗(yàn)主要分為中性鹽霧試驗(yàn)、酸性鹽霧試驗(yàn)、銅離子加速鹽霧試驗(yàn)和交變鹽霧試驗(yàn)四種。中性鹽霧試驗(yàn)（NSS）是出現(xiàn)最早，應(yīng)用領(lǐng)域最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。酸性鹽霧試驗(yàn)（ASS）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，最后形成的鹽霧也由中性鹽霧變成酸性。它的腐蝕速度大約是NSS試驗(yàn)的3倍。銅離子加速鹽霧試驗(yàn)（CASS）是國外新近發(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，強(qiáng)烈誘發(fā)腐蝕，它的腐蝕速度大約是NSS試驗(yàn)的8倍。交變鹽霧試驗(yàn)是一種綜合鹽霧試驗(yàn)，實(shí)際上是中性鹽霧試驗(yàn)、濕熱試驗(yàn)和其他試驗(yàn)的交變。主要用于空腔型的整機(jī)產(chǎn)品，通過潮濕環(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、濕熱和其他環(huán)境條件下交替轉(zhuǎn)換，最后考核整機(jī)產(chǎn)品的電性能和機(jī)械性能有無變化。表1參照GB/T10125-2021《人造氣氛腐蝕試驗(yàn) 鹽霧試驗(yàn)》及相關(guān)材料給出了四種鹽霧試驗(yàn)的對比情況。

        鹽霧試驗(yàn)過程

        不同標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)過程略有差異，本文以GJB 150.11A-2009《軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法 第11部分：鹽霧試驗(yàn)》為例，說明鹽霧試驗(yàn)的試驗(yàn)過程，具體包括：1）試件預(yù)處理：應(yīng)對受污染的試件表面進(jìn)行預(yù)處理，以確保時(shí)間表面沒有污染物如油、脂或污物（灰塵）等，對試件的預(yù)處理應(yīng)盡可能少；2）初始檢測：試驗(yàn)前所有試件均應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行檢測，檢測以目視檢測為主，必要時(shí)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電氣和機(jī)械性能檢測，以取得基線數(shù)據(jù)，記錄檢查結(jié)果；3）試驗(yàn)步驟：① 調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱溫度35°C，在噴霧前試件保持該條件下至少2h；②噴霧24h（或文件規(guī)定其他時(shí)間）；③ 在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下溫度（15°C∽35°C）和相對濕度不高于50%的條件下干燥試件24h（或文件規(guī)定其他時(shí)間）；④ 重復(fù)以上鹽霧和干燥程序一次，完成2個循環(huán)。4）恢復(fù)：在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下用流動水輕柔沖洗試件；5）最終檢測：對試件進(jìn)行目視檢查，必要時(shí)進(jìn)行物理和電氣性能檢測，記錄試驗(yàn)結(jié)果；6）結(jié)果分析：從物理、電氣、腐蝕三個方面進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果分析。

        鹽霧試驗(yàn)的影響因素

        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)溫濕度鹽霧腐蝕本質(zhì)上是材料發(fā)生了電化學(xué)反應(yīng)，溫濕度對反應(yīng)速率有明顯的影響。試驗(yàn)溫度越高鹽霧腐蝕速度越快。國際電工委員會IEC在研究大氣腐蝕加速試驗(yàn)問題時(shí)發(fā)現(xiàn)，溫度每升高10℃，腐蝕速度提高2～3倍，電解質(zhì)的導(dǎo)電率增加10～20%。但實(shí)際鹽霧腐蝕的速率并不會隨著溫度的升高而一直加快，如果試驗(yàn)溫度過高，鹽霧腐蝕機(jī)理與實(shí)際情況就會產(chǎn)生較大差異。金屬腐蝕的臨界相對濕度大約為70%，當(dāng)相對濕度達(dá)到或超過這個臨界濕度時(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。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。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)，它的投影面積最大，樣品表面承受的鹽霧量也最多，因此腐蝕最嚴(yán)重。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低于7. 0時(shí)，pH值越低，溶液中氫離子濃度越高，酸性越強(qiáng)腐蝕性也越強(qiáng)。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。除此之外，影響鹽霧試驗(yàn)結(jié)果的因素還有：試驗(yàn)中斷、試驗(yàn)樣品清潔、試驗(yàn)樣品處理、鹽霧溶液的配置、噴霧方式、噴霧時(shí)間、壓力平衡等等因素。