盐雾试验原理及应用

1 盐雾试验原理及应用 2 内容 1 前言2 目的3 盐雾腐蚀原理4 影响盐雾试验的外界因素5 盐雾试验的应用 3 1 前言 应汽车行业抗化学性能测试要求 汽车经常在恶劣环境之中运行 日积月累会受到盐雾的侵蚀 电子设备腐蚀后直接影响其电导 磁导 电感 电容 等参数的改变 导致无法正常工作 因此 如何提高产品抗盐雾腐蚀能力 日益受到重视 4 2 目的 1 让更多人们了解盐雾测试原理2 通过对盐雾测试影响因素的分析 从而改进及提高产品耐腐蚀性能 5 3 1什么是盐雾试验 盐雾试验是 一种人工模拟大气盐雾环境的实验 用于考核产品耐腐蚀能力的试验技术 3 盐雾腐蚀原理 6 3 2盐雾腐蚀溶液的选择 盐雾成份与海水相近 氯化钠占了很大比例 因而盐雾试验方法中大都是规定用氯化钠来配制盐雾溶液来模拟腐蚀情况的 7 3 3氯化钠盐雾腐蚀机理 氯化钠是一种强的电介质 极易吸潮 在水中完全电离 电解后成为氯离子和钠离子 其电解方程为NaClNa Cl 盐雾对金属材料表面的腐蚀 是由于氯离子所造成的 它有强烈的穿透本领 很容易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 引起腐蚀 8 当盐雾沉降到金属表面时 由于其含有水气作用 首先形成一层盐水膜将整个金属表面罩住 这时 金属面相当于浸在含有氧的氯化钠溶液中 金属的表面会构成原电池的二个极 产生腐蚀 9 3 4案例一 把一块铜 Cu 放在空气中加热 可使其表面生成一层氧化物层 再用工具将氧化层削去一块 露出基体金属铜 然后把样品放在盐雾环境中 这时 在铜的氧化层上形成阴极 而露出的金属则形成阳极 基体金属同时也做为导线 而盐雾沉降在铜上所形成的盐水膜相当于电解溶液 完全符合电化学腐蚀所需具备腐蚀条件 如氧接近阴极表面 则有O2 H2O2 OH 同时 阳极的铜进入盐水膜 按下列方程式形成铜离子CuCu2 2e 10 阳极反应放出的电子被阴极反应所吸收 因盐水膜中已存有钠离子和氯离子 阴极产物是氢氧化钠 阳极产物是氯化铜 两者都能大量溶入水中 因此腐蚀的以不断进行 阴极 阳极 11 除了氧化物膜与金属接触可产生腐蚀外 还可能以其它方式产生腐蚀 如不同金属电接触 金属表面的电化学不均匀等等 不同金属接触 势必会产生一个电位差 当氯化钠微粒与水份所形成的盐雾做为电解溶液将这两种不同金属接连起来时 即形成了一个腐蚀电池 镀锌板的腐蚀过程 ZnZn2 2e阳极反应Fe2 2eFe阴极反应 3 5案例二 12 只要两种金属接触而且电位差存在即会有一种金属受到腐蚀 到底哪种金属先腐蚀 要看其相对盐雾的电位谁高 各常见金属相对海水的电位见下表 盐雾与海水成份相近 13 3 6总结 金属在盐雾中的腐蚀过程 我们不难看到 整个腐蚀过程是在电解溶液中产生的电化学腐蚀过程 由阴极反应和阳极反应两部分组成 1 阳极反应中 作为阳极的金属表面的电子离开金属进入溶液 使阳极的金属受到腐蚀 M 代表某一金属MM ne 2 阴极反应中 是接收来自阳极的电子 有金属还原或氢等元素的析出 氢析出 2H 2eH2氧还原 酸性 O2 4H 4e2H2O氧还原 碱性 O2 2H2O 4e4OH 金属离子还原Fe3 eFe2 金属沉淀Cu2 2eCu 14 3 电解溶液起着联系阳极和阴极的作用 可以说缺少了电解溶液 就无法产生阳极反应和阴极反应 金属也不会由于电化学作用产生腐蚀了 15 4 影响盐雾试验的外界因素 温度 沉降率 浓度 湿度 PH值 样本放置角度 溶液杂质 影响盐雾测试因素 16 试验温度的升高 产品表面腐蚀速度加快 当温度升高时 产品表面液膜中的离子迁移加快 氧扩散速度也大大加强 温度升高10 腐蚀速度将提高2 3倍 因其湿度较高 会使盐雾在沉降过程中结在产品表面 使腐蚀速度加快 4 1试验温度的影响 17 18 4 2试验湿度的影响 湿度的高低 决定着空气中含水量的高低 湿度低 意味着空气干燥 相对产品腐蚀速度就慢 而湿度高 则产品的腐蚀速度成倍提高 在相同的温度条件下 腐蚀速度与相对湿度的增加成正比 在清洁的大气下 金属腐蚀与温度 相对湿度关系可用下式表示 大气侵蚀度 H 65 10 1 045 TH 空气相对湿度 RH T 空气温度 从这一关系中可看出 通常相对湿度 65 RH 金属就容易腐蚀 而且随相对湿度的增加而加速 式中65 RH的相对湿度又称为临界湿度 19 4 3 1盐雾沉降率是反映喷雾的密度和盐雾的特性 盐雾试验的腐蚀产生 除腐蚀介质氯离子本身的作用外 还受金属表面液膜中氧的扩散影响 4 3 2如果液膜是静止的 当溶液与金属接触 金属会很快腐蚀 同时液膜中的氧也很快将下降 使进一步地腐蚀反应减慢 4 3 3如果液膜不断更新 则腐蚀会连续进行 金属表面液膜的更新速度 随盐雾沉降率的增加而加快 4 3盐雾沉降率的影响 20 21 氯化钠溶液浓度反映了溶液中氯化钠的含量 20 的盐溶液虽然导电性比低浓度盐溶液要好 有利于加速腐蚀 但同时由于氧在20 盐溶液中的溶解度较低 因而降低了腐蚀作用 20 盐溶液在试验过程中容易在样品表面或喷咀附近析出盐粒 从而影响盐雾试验的进行 4 4氯化钠溶液浓度的影响 22 20 30 23 4 5氯化钠溶液PH值的影响 溶液的PH值反映了溶液的酸碱度 PH值越低 溶液呈现的酸性就越强 由于氢离子浓度的增加 极化作用增大 使金属腐蚀加快 一般大气盐雾环境条件下其PH值在中性范围6 7 因此中性盐雾规定溶液PH值在6 5 7 2之间 24 在盐雾试验中 温度 盐溶液浓度是恒定的 金属的腐蚀作用是根据盐雾的沉降而不是雾的凝聚 在一定的角度范围 样品角度的变化会严重影响水平面上的投影面积 使样品表面的盐雾沉降量出现变化 根据实验表明 样品与水平方向成60 75度角时 腐蚀量最大而且一致 4 6样品放置角度的影响 25 26 不同角度盐雾腐蚀的情况 与垂直夹角30o 垂直90o 27 4 7氯化钠溶液中杂质含量的影响 盐雾腐蚀属于电化学腐蚀 溶液中杂质的存在如含有碘 钾 钙等会无形中增加金属间的电位差 使金属的腐蚀速度受到影响 盐雾试验中对氯化钠和水质有严格规定 氯化钠 分析纯杂质 0 01 水质 DI水或蒸馏水 28 5 0盐雾的应用 5 1盐雾试验的标准为减少外来因素对试验的影响 各国制定有关的盐雾测试标准 29 5 2常见金属涂层判定标准 30 5 3绿油涂层腐蚀评级 31 5 4盐雾试验箱的构造原理 32 气流喷射成雾是利用高压气体从气体喷嘴喷出时的真空将水吸上来并引射出去 在高速的气流作用下 水份会雾化形成雾态 再使这一雾态的空气流喷射到盐雾挡板上 盐雾就会漂出 而未雾化的水滴就会被挡在试验区外 33 5 3本公司产品测试结果 金手指表面盐雾测试前后对比 测试前 测试后 没有受到侵蚀 34 绿油表面盐雾测试前后对比 测试前 测试后 没有受侵蚀 35 测试后 测试前 喷锡表面盐雾测试前后对比 没有受侵蚀 36 测试前 测试后 化学沉金表面盐雾测试前后对比 化学沉金面被侵蚀 37 尝试增加金厚未能抵抗盐雾的侵蚀 38 侵蚀出现在孔环和板边的四周 由于该地方的内应力比其它位置大 内应力的位置电位相对就高 内应力小的位置其电位就低 构成原电池腐蚀 39 40 总结 1 镀金 绿油 包括沉金后绿油 喷锡有足够的