鹽霧試驗(yàn)箱作為人工加速腐蝕的核心裝備，其試驗(yàn)方法已從早期單一的中性鹽霧（NSS）擴(kuò)展為多維耦合應(yīng)力體系。不同方法通過調(diào)整電解質(zhì)種類、pH 值、溫度及濕熱交變周期，可在數(shù)小時至數(shù)百小時內(nèi)復(fù)現(xiàn)材料在海洋、工業(yè)大氣或冷凝水環(huán)境下的數(shù)年腐蝕行為。依據(jù) ISO 9227、ASTM B117、GB/T 10125 等標(biāo)準(zhǔn)，對當(dāng)前主流四種試驗(yàn)方法——中性鹽霧（NSS）、醋酸鹽霧（AASS）、銅加速醋酸鹽霧（CASS）及交變鹽霧（SWAAT、PROHESION 等）進(jìn)行系統(tǒng)梳理，為實(shí)驗(yàn)室選型、工藝制定及數(shù)據(jù)比對提供技術(shù)參照。
二、中性鹽霧試驗(yàn)（Neutral Salt Spray, NSS）
2.1 原理與溶液
使用 5 %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）氯化鈉溶液，pH 6.5~7.2，噴霧后沉降率 1~2 mL/80 cm²·h，箱溫 35 °C。腐蝕機(jī)理以氯離子去鈍化為主，陽極反應(yīng)形成點(diǎn)蝕坑，陰極反應(yīng)生成 OH⁻，導(dǎo)致金屬陽離子水解、體積膨脹。
2.2 試樣放置
片狀試樣與垂直方向成 15°~30°，確保霧滴自由流動；異形件采用惰性支架懸掛，避免電偶效應(yīng)。
2.3 噴霧模式
① 連續(xù)式：24 h 不間斷噴霧，適用于質(zhì)量基準(zhǔn)比對；
② 間歇式：噴霧 8 h + 停 16 h，模擬海洋晝夜溫差導(dǎo)致的干濕循環(huán)，觀察表面鹽結(jié)晶-潮解過程。
2.4 結(jié)果評定
以首次出現(xiàn)紅銹時間（FTR）或 96 h 腐蝕失重速率（g·m⁻²）為量化指標(biāo)；電子行業(yè)常以 48 h 無白銹、500 h 無紅銹作為鍍鋅鈍化 PASS 門檻。
三、醋酸鹽霧試驗(yàn)（Acetic Acid Salt Spray, AASS）
3.1 溶液改性
在 5 % NaCl 中添加冰醋酸，調(diào)節(jié) pH 至 3.1~3.3，形成酸性鹽霧。H⁺ 與 Cl⁻ 協(xié)同加速陰極去極化，腐蝕速率約為 NSS 的 3 倍。
3.2 溫度與沉降
維持 35 °C，沉降率同 NSS，但霧滴 pH 降低后，鋁、鎂合金表面氧化膜溶解電流密度提高一個數(shù)量級。
3.3 典型應(yīng)用
汽車輪轂陽極氧化膜、建筑用 6 系鋁合金型材，常以 AASS 24 h 等效 NSS 72 h，縮短工藝驗(yàn)證周期。
3.4 質(zhì)量控制
每日需用酸度計校核收集液 pH，若 >3.5 則補(bǔ)加冰醋酸； pH <3.0 會過腐蝕，導(dǎo)致評級失準(zhǔn)。
四、銅加速醋酸鹽霧試驗(yàn)（Copper Accelerated Acetic Acid Salt Spray, CASS）
4.1 銅鹽引入
在 AASS 溶液中加入 0.26 g·L⁻¹ CuCl₂·2H₂O，Cu²⁺ 在金屬表面還原為 Cu，形成局部原電池，電位差可達(dá) 0.55 V，腐蝕速率提升至 NSS 的 8 倍。
4.2 溫度提升
箱溫設(shè)定 50 °C，高溫促進(jìn) CuCl₂ 水解，生成 Cu(OH)Cl 沉積，加速陰極氧還原動力學(xué)。
4.3 適用領(lǐng)域
裝飾性鎳-鉻鍍層、銅合金端子、PCB 化學(xué)鎳金層，采用 CASS 16 h 無鎳層發(fā)暗、無鼓泡作為合格判據(jù)。
4.4 設(shè)備要求
噴嘴、加熱器及水槽須為鈦合金或 PTFE 襯里，防止 Cu²⁺ 污染導(dǎo)致背景腐蝕；溶液每周更換，Cu²⁺ 濃度 <0.20 g·L⁻¹ 即失效。
五、交變鹽霧試驗(yàn)（Cyclic Salt Spray, SWAAT 或 PROHESION）
5.1 綜合應(yīng)力
將鹽霧、濕熱、干燥及常溫貯存按既定周期交變，模擬濱海晝夜溫差、晴雨交替及冷凝水滲透。典型循環(huán)：
① 鹽霧 35 °C、4 h；
② 濕熱 40 °C/95 %RH、2 h；
③ 干燥 60 °C、<30 %RH、2 h；
④ 常溫靜置 1 h，合計 9 h 為一個循環(huán)。
5.2 腐蝕機(jī)制
濕態(tài)階段 Cl⁻ 滲入涂層微孔，干態(tài)階段水分揮發(fā)留下高濃度鹽核，下一鹽霧周期形成“鹽池”，導(dǎo)致涂層下橫向腐蝕（filiform corrosion）。
5.3 試驗(yàn)優(yōu)勢
不僅評價表面銹斑，還可評估涂層與基體界面附著力損失、密封膠開裂及電子元器件內(nèi)部遷移腐蝕。
5.4 標(biāo)準(zhǔn)對照
ASTM G85 A3（SWAAT）用于鋁翅片、汽車熱交換器；IEC 60068-2-52 嚴(yán)酷等級 2 推薦 7 天交變 + 7 天恢復(fù)，適用于通信戶外機(jī)箱。
六、方法選擇建議
貴金屬鍍層 → CASS（快速 16 h）；
陽極氧化建筑型材 → AASS（24 h）；
一般鋼鐵件鍍鋅鈍化 → NSS（96 h）；
涂層體系或完整部件 → 交變鹽霧（10 循環(huán)起）。
若需對標(biāo)海洋 20 年腐蝕深度，可結(jié)合 ISO 9223 環(huán)境分級與試驗(yàn)方法加速因子（AF）進(jìn)行換算，避免過度加速導(dǎo)致失效機(jī)理失真。
四種鹽霧試驗(yàn)方法各有其腐蝕動力學(xué)邊界與適用范圍。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)依據(jù)材料類別、服役環(huán)境及標(biāo)準(zhǔn)條款，合理選擇單一或組合方案，并通過沉降率、pH、銅離子濃度、溫濕度交變節(jié)點(diǎn)等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格過程控制，方可實(shí)現(xiàn)“可重復(fù)、可復(fù)現(xiàn)、可比對”的加速腐蝕目標(biāo)。
|
