盐雾试验原理及应用
不同氯化钠溶液浓度对铜的腐蚀
30 25
20%
20
15
10
30%
5
பைடு நூலகம்
0
24 48 96 120 144 168
t(hrs)
22
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.
11
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)
常见金属相对海水的电极电位表
金属名称 电极电位(v) 金属名称 电极电位(V)
镁
-1.45
不锈钢
-0.11
锌
-0.8
铅
-0.1
铝合金
-0.74
14
4.影响盐雾试验的外界因素
温度 沉降率 浓度 样本放置角度
影响盐雾 测试因素
湿度 PH值
溶液杂质
15
4.1试验温度的影响
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.
等级
破坏程度
一级 轻微变色,无起泡,和脱落等现象
二级 明显变色,表面起泡面积小于50%,局部小泡面积在4%以下, 中泡面积在1%以下,锈点直径在0.5mm以下,无脱落
三级 严重变色,表面起泡面积超过50%,小泡面积在5%以上, 出现大泡面积在2%以上,出现脱落现象
小泡:直径在 0.5mm 以下 中泡:直径在 0.5-1.0mm 大泡:直径在 1.0mm 以上
M
M+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++2e
H2
氧还原(酸性)O2+4H+ +4e
2H2O
氧还原(碱性)O2+2H2O+4e
4OH-
金属离子还原Fe 3 ++e
Fe 2 +
金属沉淀 Cu 2 ++2e
Cu
13
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.
沉降率
20
4.4氯化钠溶液浓度的影响
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.
21
失重g
样本放置角度与腐蚀程度的关系
0 20 30 40 50 60 70 75 80 82 83 85 87 90
角度
25
不同角度盐雾腐蚀的情况 与垂直夹角30o
垂直90o
26
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
大气侵蚀度=((H-65) /10) *1.045*T
H-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.
18
4.3盐雾沉降率的影响
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。
3
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。
4
3.盐雾腐蚀原理 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.
5
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
铜块
含氧空气
阴极区
液面
阳极区
8
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
24/48h
GB2423.17--815+/-1% 6.5-7.235+/-2℃ 0.5-3/80cm2.h 连续 /
16h
28
5.2常见金属涂层判定标准
覆盖层种类
接受标准
锌
无白色或黑色腐蚀
锡
涂层表面不应出现基体腐蚀
铜
不得露出基体金属
金
镀层外观保持不变
以上接受标准并不适合于化学沉积金属涂层
29
5.3绿油涂层腐蚀评级
O2- + H2O
2(OH)-
同时,阳极的铜进入盐水膜,按下列方程式形成铜离子
Cu Cu 2 + + 2e
9
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.
阳极 铜锈
氯化钠溶液形成水膜
氧化层 阴极
锡
-0.25
铝合金
-0.53
镍
-0.12
镉
-0.52
铜
-0.08
碳钢
-0.5
钛
0.1
灰铸铁
-0.25
银
0.12
12
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
27
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
测试标准 浓度 PH值 温度 沉降率 喷雾方式 样本角度 时间
MIL-STD-202F5+/-1% 6.5-7.235+/-2℃ 0.5-3/80cm2.h 连续 60o-75o 48/96h
JIS C5028--75 5% 6.5-7.235+/-2℃ 0.5-3/80cm2.h 连续 /
40
谢谢
41
试
试
喷
验
验
嘴
区
区
喷雾示意图
32
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
33
绿油表面盐雾测试前后对比
测试前
测试后
没有受侵蚀
34
喷锡表面盐雾测试前后对比
测试前
测试后
没有受侵蚀
35
化学沉金表面盐雾测试前后对比
测试前
测试后
化学沉金面被侵蚀
36
尝试增加金厚未能抵抗盐雾的侵蚀
盐雾试验原理及应用
1
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
2
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。
Na++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。
7
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。
铜在盐雾中的腐蚀
10
3.5案例二:
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: Zn Zn 2 + +2e 阳极反应 Fe 2 ++2e Fe 阴极反应
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。
19
速度
盐雾沉降率对腐蚀速度
3.5 3
2.5 2
1.5 1
0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
16
腐蚀速度
温度与腐蚀速度关系
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
35
40
45
50
55
℃
17
4.2试验湿度的影响