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高分子材料老化表征之鹽霧試驗(yàn)
發(fā)表時(shí)間:2023-02-06 11:26:58
高分子、金屬等材料或制品在大氣環(huán)境中使用時(shí)，由于大氣中含有的氧氣、環(huán)境濕度和溫度的變化、污染物等各種腐蝕成分和腐蝕因素的客觀存在，其宏觀和/或微觀等性能在這些環(huán)境因素的作用下會(huì)遭到破壞，或發(fā)生變質(zhì)，從而發(fā)生腐蝕二老化。
 
鹽霧老化就是其中一種常見和最有破壞性的大氣腐蝕，特別是對于金屬材料或含有金屬嵌件的高分子材料、涂層等等。鹽霧對材料表面的腐蝕是由于含有的氯離子穿透材料表面的防護(hù)層與內(nèi)部金屬發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)引起的。同時(shí)，氯離子含有一定的水合能，易被吸附在材料表面的孔隙、裂縫排擠并取代氧化層中的氧，把不溶性的氧化物變成可溶性的氯化物，使鈍化態(tài)表面變成活潑表面。鹽霧老化或鹽霧腐蝕常見于海洋、海邊等大氣環(huán)境中。
 
為了考察或驗(yàn)證材料的耐鹽霧老化性能，在材料、產(chǎn)品或設(shè)備研發(fā)過程中，須開展鹽霧老化試驗(yàn)。鹽霧老化試驗(yàn)主要分為兩類：一是天然環(huán)境暴露試驗(yàn)，另一類是人工加速模擬鹽霧環(huán)境試驗(yàn)。
 
天然環(huán)境暴露試驗(yàn)中，其鹽霧環(huán)境的氯化物的鹽濃度比較低，實(shí)際腐蝕老化速度也比較慢，得到結(jié)果的時(shí)間也很長，在實(shí)際操作中會(huì)大大延長研發(fā)進(jìn)度。而人工加速模擬鹽霧環(huán)境試驗(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)境條件來考核材料或產(chǎn)品耐老化腐蝕性能的環(huán)境試驗(yàn)。與天然環(huán)境暴露試驗(yàn)相比，人工加速模擬鹽霧環(huán)境試驗(yàn)的鹽霧環(huán)境的氯化物的鹽濃度，可以是一般天然環(huán)境鹽霧含量的幾倍或幾十倍，使腐蝕速度大大提高，對產(chǎn)品進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)，得出結(jié)果的時(shí)間也大大縮短。如在天然暴露環(huán)境下對某產(chǎn)品樣品進(jìn)行試驗(yàn)，待其腐蝕可能要1年，而在人工模擬鹽霧環(huán)境條件下試驗(yàn)，只要24小時(shí)，即可得到相似的結(jié)果，非常便捷。
 
在實(shí)驗(yàn)室中，人工加速模擬鹽霧環(huán)境試驗(yàn)鹽霧分為四類：
 
（1）中性鹽霧試驗(yàn)（NSS試驗(yàn)）是出現(xiàn)最早目前應(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（6.5～7.2）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/80cm/h。
 
（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，最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。
 
（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，最后考核整機(jī)產(chǎn)品的電性能和機(jī)械性能有無變化。
 
人工加速模擬鹽霧環(huán)境試驗(yàn)的結(jié)果定性判定方法也有四種：
 
（1）評(píng)級(jí)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(jí)別，以某一個(gè)級(jí)別作為合格判定依據(jù)，它適合平板樣品進(jìn)行評(píng)價(jià)。
 
（2）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(píng)判，它特別適用于對某種金屬耐腐蝕質(zhì)量進(jìn)行考核。
 
（3）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。就是文章開始我說的紅銹，白銹的現(xiàn)象。
 
（4）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。
 
人工加速模擬鹽霧環(huán)境試驗(yàn)相關(guān)參考標(biāo)準(zhǔn)比如有：GM 9540P/B、JASO M609/PV1210等等，大家可根據(jù)實(shí)際需要學(xué)習(xí)和測試。