酸性鹽霧vs. 中性鹽霧：試驗(yàn)箱的腐蝕加速效率差異
發(fā)布日期：2025-06-02 點(diǎn)擊：552
在材料及制品的耐腐蝕性能測(cè)試領(lǐng)域，鹽霧試驗(yàn)是加速腐蝕測(cè)試方法之一。而其中，酸性鹽霧(ASS)試驗(yàn)和中性鹽霧(NSS)試驗(yàn)，作為鹽霧試驗(yàn)的兩大主流類型，因模擬的腐蝕環(huán)境不同，對(duì)材料的腐蝕機(jī)理與測(cè)試結(jié)果也存在顯著差異。了解這兩種試驗(yàn)方法及其對(duì)應(yīng)試驗(yàn)箱的特性，對(duì)于準(zhǔn)確評(píng)估材料和產(chǎn)品的耐腐蝕性能、合理選擇測(cè)試方案至關(guān)重要。
一、試驗(yàn)原理：不同溶液成分造就差異化腐蝕環(huán)境
中性鹽霧(NSS)試驗(yàn)
中性鹽霧試驗(yàn)是鹽霧測(cè)試中最基礎(chǔ)、的方法，其試驗(yàn)溶液主要由 5% 濃度的氯化鈉(NaCl)水溶液組成，pH 值控制在 6.5 - 7.2 之間，呈中性。在 NSS 試驗(yàn)箱中，通過(guò)加熱使溶液霧化成鹽霧，均勻沉降在樣品表面，模擬的是一般海洋性大氣環(huán)境或工業(yè)大氣環(huán)境中的輕度腐蝕場(chǎng)景。這種環(huán)境下，氯離子(Cl?)會(huì)吸附在金屬表面，破壞金屬的鈍化膜，進(jìn)而引發(fā)電化學(xué)腐蝕，但由于溶液的中性特質(zhì)，腐蝕速度相對(duì)較慢，適合對(duì)材料進(jìn)行長(zhǎng)期、溫和的耐腐蝕性能評(píng)估。
酸性鹽霧(ASS)試驗(yàn)
酸性鹽霧試驗(yàn)在 NSS 試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良，在 5% 的氯化鈉溶液中加入少量的冰醋酸(CH?COOH)，將溶液的 pH 值調(diào)節(jié)至 3.1 - 3.3，呈酸性。酸性環(huán)境極大地增強(qiáng)了溶液的腐蝕性，ASS 試驗(yàn)箱產(chǎn)生的酸性鹽霧，會(huì)加速金屬表面的氧化還原反應(yīng)，使腐蝕速度顯著高于 NSS 試驗(yàn)。它模擬的是更為惡劣的工業(yè)污染環(huán)境或熱帶沿海地區(qū)高濕度、高酸性的大氣環(huán)境，常用于測(cè)試對(duì)耐腐蝕性能要求材料或涂層。
二、試驗(yàn)箱技術(shù)參數(shù)：環(huán)境控制的關(guān)鍵差異
溶液成分與 pH 值控制
NSS 試驗(yàn)箱依靠精確的配比系統(tǒng)，將 5% 的氯化鈉溶液穩(wěn)定輸送至噴霧裝置，同時(shí)配備 pH 值監(jiān)測(cè)設(shè)備，確保溶液始終維持在中性范圍。一旦 pH 值偏離設(shè)定區(qū)間，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警并提示添加蒸餾水等進(jìn)行調(diào)節(jié)。
ASS 試驗(yàn)箱除了具備精確的氯化鈉溶液配比功能外，還需額外控制冰醋酸的添加量以調(diào)節(jié) pH 值。其 pH 值監(jiān)測(cè)與調(diào)節(jié)系統(tǒng)更為復(fù)雜，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控并快速響應(yīng)，以保證溶液酸性穩(wěn)定，通常采用自動(dòng)加酸裝置，當(dāng) pH 值升高時(shí)，自動(dòng)補(bǔ)充冰醋酸。
溫度與濕度控制
兩種試驗(yàn)箱對(duì)溫度和濕度的控制要求也存在差異。NSS 試驗(yàn)箱通常將溫度控制在 35℃，這是模擬常溫下的大氣環(huán)境，相對(duì)濕度保持在 95% 以上，為鹽霧沉降和腐蝕反應(yīng)提供濕潤(rùn)環(huán)境。
ASS 試驗(yàn)箱在溫度設(shè)置上可能更高，一般為 50℃，較高的溫度配合酸性環(huán)境，能夠進(jìn)一步加速腐蝕過(guò)程，快速評(píng)估材料的耐腐蝕極限。濕度要求同樣保持在 95% 以上，但由于高溫環(huán)境下水分蒸發(fā)更快，ASS 試驗(yàn)箱的濕度維持系統(tǒng)需要更強(qiáng)的補(bǔ)水能力。
噴霧與沉降量控制
二者的噴霧系統(tǒng)原理相似，都是通過(guò)壓縮空氣將鹽溶液霧化成微小顆粒，形成鹽霧。不過(guò)，為了保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，兩種試驗(yàn)箱對(duì)鹽霧沉降量都有嚴(yán)格要求。NSS 和 ASS 試驗(yàn)均要求在 24 小時(shí)內(nèi)，收集到的鹽霧沉降量在 1 - 2mL/(80cm²?h)之間，但 ASS 試驗(yàn)由于腐蝕性強(qiáng)，對(duì)噴霧系統(tǒng)的材質(zhì)要求更高，通常采用聚四氟乙烯等耐腐蝕材料，防止自身被腐蝕影響試驗(yàn)結(jié)果。
三、腐蝕機(jī)理：氯離子與酸性環(huán)境的協(xié)同作用差異
在 NSS 試驗(yàn)中，氯離子是引發(fā)腐蝕的主要因素。氯離子具有很強(qiáng)的穿透性，能夠破壞金屬表面的氧化膜，使金屬暴露在電解質(zhì)溶液中，形成腐蝕微電池。由于溶液呈中性，腐蝕過(guò)程主要以吸氧腐蝕為主，陽(yáng)極金屬失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極氧氣得到電子生成氫氧根離子，反應(yīng)相對(duì)緩慢，腐蝕形態(tài)多表現(xiàn)為均勻腐蝕或局部點(diǎn)蝕。
而在 ASS 試驗(yàn)中，除了氯離子的破壞作用外，酸性環(huán)境中的氫離子(H?)會(huì)加速金屬的溶解過(guò)程。氫離子在陰極得到電子生成氫氣，促進(jìn)陽(yáng)極金屬更快地失去電子，加速腐蝕進(jìn)程。同時(shí)，酸性條件會(huì)使金屬表面的腐蝕產(chǎn)物(如鐵銹)更易溶解，無(wú)法形成有效的保護(hù)膜，導(dǎo)致腐蝕不斷向金屬內(nèi)部擴(kuò)展，腐蝕形態(tài)往往更為嚴(yán)重，可能出現(xiàn)大面積的潰瘍狀腐蝕或穿孔現(xiàn)象。
四、應(yīng)用場(chǎng)景：材料與產(chǎn)品的精準(zhǔn)測(cè)試需求
中性鹽霧(NSS)試驗(yàn)的應(yīng)用
NSS 試驗(yàn)適用于大多數(shù)普通金屬材料及其表面處理層的耐腐蝕性能評(píng)估，如鍍鋅鋼板、陽(yáng)極氧化的鋁合金、普通油漆涂層等。在汽車制造行業(yè)，NSS 試驗(yàn)常用于測(cè)試汽車底盤、車身外殼等部件的防腐能力；在家電行業(yè)，可用于評(píng)估冰箱、洗衣機(jī)外殼涂層的耐腐蝕性，確保產(chǎn)品在日常使用環(huán)境中的壽命。
酸性鹽霧(ASS)試驗(yàn)的應(yīng)用
ASS 試驗(yàn)由于其高腐蝕性，主要用于對(duì)耐腐蝕性能要求苛刻的材料和產(chǎn)品。例如，航空航天領(lǐng)域的鋁合金部件、電子產(chǎn)品的金屬外殼、船舶用的高性能涂料等。這些材料和產(chǎn)品需要在環(huán)境下保持良好的性能，ASS 試驗(yàn)?zāi)軌蚋焖佟⒏鼑?yán)苛地檢驗(yàn)其耐腐蝕極限，幫助企業(yè)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝，提升產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。
五、試驗(yàn)結(jié)果評(píng)估與解讀
NSS 試驗(yàn)和 ASS 試驗(yàn)的結(jié)果評(píng)估方法相似，通常通過(guò)觀察樣品表面的腐蝕面積、腐蝕程度、腐蝕產(chǎn)物等指標(biāo)，結(jié)合試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間，來(lái)判斷材料或涂層的耐腐蝕等級(jí)。但由于 ASS 試驗(yàn)的腐蝕速度更快，相同時(shí)間內(nèi)樣品的腐蝕程度會(huì)比 NSS 試驗(yàn)嚴(yán)重得多。因此，在評(píng)估時(shí)需要參考不同的標(biāo)準(zhǔn)和等級(jí)劃分，例如，NSS 試驗(yàn)中經(jīng)過(guò) 48 小時(shí)測(cè)試無(wú)明顯腐蝕的樣品，在 ASS 試驗(yàn)中可能僅需數(shù)小時(shí)就會(huì)出現(xiàn)明顯腐蝕痕跡。
酸性鹽霧(ASS)試驗(yàn)和中性鹽霧(NSS)試驗(yàn)，盡管同屬鹽霧試驗(yàn)范疇，但從試驗(yàn)原理、設(shè)備參數(shù)到腐蝕機(jī)理、應(yīng)用場(chǎng)景都存在顯著差異。企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)在進(jìn)行材料和產(chǎn)品的耐腐蝕性能測(cè)試時(shí)，必須根據(jù)實(shí)際需求和應(yīng)用環(huán)境，合理選擇試驗(yàn)方法和對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)箱，才能獲得準(zhǔn)確可靠的測(cè)試結(jié)果，為產(chǎn)品的質(zhì)量控制和技術(shù)改進(jìn)提供有力支持。
