腐蚀实验培训(詹炀-盐雾-气体腐蚀-湿尘)05.30

腐蚀试验----盐雾试验----混合气体腐蚀试验----吸湿性尘粒人工模拟试验盐雾试验盐雾试验盐雾试验介绍：腐蚀是材料或其性能在环境的作用下引起的破坏或变质。大多数的腐蚀发生在大气环境中，大气中含有氧气、湿度、温度变化和污染物等腐蚀成分和腐蚀因素。盐雾试验与实际的联系盐雾腐蚀就是一种常见和最有破坏性的大气腐蚀。这里讲的盐雾是指氯化物的大气，它的主要腐蚀成分是海洋中的氯化物盐-氯化钠，它主要来源于海洋和内地盐碱地区。盐雾试验与实际的联系人工模拟盐雾试验是利用一种具有一定容积空间的设备-盐雾试验箱，在其容积空间内用人工的方法，造成盐雾环境来对产品的耐盐雾腐蚀性能质量进行考核。它与天然环境相比，其盐雾环境的氯化物的盐浓度，可以是一般天然环境盐雾含量的几倍或几十倍。01使腐蚀速度大大提高，对产品进行盐雾试验，得出结果的时间也大大缩短02如在天然暴露环境下对某产品样品进行试验，待其腐蚀可能要1年，而在人工模拟盐雾环境条件下试验，只要24小时，即可得到相似的结果。03盐雾试验设备盐雾腐蚀的原理(渗透与吸附）01盐雾对金属材料表面的腐蚀是由于含有的氯离子穿透金属表面的氧化层和防护层与内部金属发生电化学引起的。0203氯离子含有一定的水合物，易被吸附在金属表面的孔隙、裂缝排挤并取代氧化层中氧把不溶性的氧化物变化成可溶性的氯化物，使钝化态表面变成活泼表面。造成对产品极坏的不良反应。盐雾腐蚀的原理（电化学腐蚀）04盐雾对金属材料的腐蚀，主要是导电的盐溶液渗入金属内部发生电化学反应，作为阳极的金属出现溶解，形成新的化合物即腐蚀物。0506金属保护层和有机材料保护层也同样，当作为电解质的盐溶液渗入内部后，便会形成以金属为电极和金属保护层或有机材料为另一电极的微电池。盐雾腐蚀破坏过程中起主要作用的是氯离子。它具有很强的穿透本领，容易穿透金属氧化层进入金属内部，破坏金属的钝态。同时，氯离子具有很小的水合能，容易被吸附在金属表面，取代保护金属的氧化层中的氧，使金属受到破坏。盐雾腐蚀的原理（氧含量与内部应力）07氧能够引起金属表面的去极化过程，加速阳极金属溶解，由于盐雾试验过程中持续喷雾，不断沉降在试样表面上的盐液膜，使含氧量始终保持在接近饱和状态。08腐蚀产物的形成，使渗入金属缺陷里的盐溶液的体积膨胀，因此增加了金属的内部应力，引起了应力腐蚀，导致保护层鼓起。盐雾试验的标准1盐雾标准GB/T10125-2012人造气氛腐蚀试验盐雾试验ISO9227:2012Corrosiontestsinartificialatmospheres-Saltspraytests2GB/T2423.17-2008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ka：盐雾IEC60068-2-11:1981BasicenvironmentaltestingproceduresPart2:testsTestKa:SaltMist3ASTMB117:2016StandardPracticeforOperatingSaltSpray(Fog)Apparatus3GB/T2423.18-2012环境试验第2部分：试验方法试验Kb：盐雾，交变(氯化钠溶液)IEC60068-2-52:1996Environmentaltesting-Part2:Tests-TesrKb:saltmist,cyclic盐雾试验种类：1试验箱温度：（35±2）℃2氯化钠溶液质量百分比浓度：（5±1）%3pH值：6.5～7.2（收集的喷雾溶液）4盐雾沉降量mL/(h·80cm2）：1.0～2.0中性盐雾试验(NSS)盐雾试验种类：2试验箱温度：（35±2）℃3氯化钠溶液质量百分比浓度：（5±1）%4pH值：3.1～3.3（收集的喷雾溶液）5盐雾沉降量mL/(h·80cm2）：1.0～2.0乙酸盐雾试验(ASS)1氯化钠溶液中加入冰乙酸。盐雾试验种类：2试验箱温度：（50±2）℃3氯化钠溶液质量百分比浓度：（5±1）%4pH值：3.1～3.3（收集的喷雾溶液）5盐雾沉降量mL/(h·80cm2）：1.0～2.0铜加速乙酸盐雾试验(CASS)1在乙酸盐雾试验的盐溶液基础上，加入氯化铜6氯化铜浓度（CuCl2▪2H2O）:0.26g/L±0.02g/L盐雾试验种类盐雾阶段湿热阶段周期性转换试验箱温度：（35±2）℃氯化钠溶液质量百分比浓度：（5±1）%pH值：6.5～7.2（收集的喷雾溶液）盐雾沉降量mL/(h·80cm2）：1.0～2.0试验温度：（40±2）℃相对湿度：（93±3）℃它主要用于空腔型的整机产品，通过潮态环境的渗透，使盐雾腐蚀不但在产品表面产生，也能在产品内部产生。交变盐雾试验盐雾试验种类交变盐雾试验严酷等级与循环方式影响盐雾试验的因素温湿度1243金属腐蚀的临界相对湿度大约为70%。当相对湿度达到或超过这个临界湿度时，盐将潮解而形成导电性能良好的电解液。温度升高，分子运动加剧，化学反应速度加快大多数学者认为试验温度选在35℃较为恰当。如果试验温度过高，盐雾腐蚀机理与实际情况差别较大。温度每升高10℃，腐蚀速度提高2～3倍，电解质的导电率增加10～20%影响盐雾试验的因素浓度1265浓度在5%以下时钢、镍、黄铜的腐蚀速度随浓度的增加而增加当浓度大于5%时，这些金属的腐蚀速度却随着浓度的增加而下降对于锌、镉、铜等金属，腐蚀速度却始终随着盐溶液浓度的增加而增加。氧含量下降，氧的去极化能力也下降即腐蚀作用减弱。43氧含量与盐的浓度有关，在低浓度范围内，氧含量随盐浓度的增加而增加当盐浓度增加到5%时，氧含量达到相对的饱和，如果盐浓度继续增加，氧含量则相应下降。影响盐雾试验的因素（投影面积）放置1243放置角度对盐雾试验的结果有明显影响样品水平放置时，它的投影面积最大，样品表面承受的盐雾量也最多，因此腐蚀最严重。GB/T2423.17规定平板状样品的放置方法，应该使受试面与垂直方向成30度角。钢板与水平线成45度角时，每平方米的腐蚀失重量为250g，钢板平面与垂直线平行时，腐蚀失重量为每平方米140g。样品的放置影响盐雾试验的因素pH值以Fe/Zn、Fe/Cd、Fe/Cu/Ni/Cr等电镀件的盐雾试验表明,盐溶液的pH值为3.0的醋酸盐雾试验(ASS)的腐蚀性比pH值为6.5～7.2的中性盐雾试验(NSS)严酷1.5～2.0倍。pH值越低，溶液中氢离子浓度越高，酸性越强腐蚀性也越强。21影响盐雾试验的因素喷雾方式1243盐雾颗粒越细，所形成的表面积越大，被吸附的氧量越多，腐蚀性也越强。直径1微米的盐雾颗粒表面所吸附的氧量与颗粒内部溶解的氧量是相对平衡的。盐雾颗粒再小，所吸附的氧量也不再增加。不同的喷雾方法对盐溶液的pH值也会产生影响传统的喷雾方法包括气压喷射法和喷塔法盐雾试验不符合项分析（红锈）现象描述：表现为产品表面出现红色腐蚀物。红锈的成因成因：三氧化二铁和四氧化三铁是铁锈的主要成分。铁锈的主要成因是铁金属在杂质碳的存在下，与环境中的水分和氧气反应，铁金属便会生锈。红锈的解决方案解决方案：表面预处理、电镀、热喷涂、热浸镀、表面转化改性技术、表面扩散渗入技术、缓蚀剂、防锈油、钝化液、烤蓝、烤搪瓷、镀其他金属（Zn，Al）。盐雾试验不符合项分析（涂层起泡）现象描述：涂层局部丧失附着力而脱离底层表面，呈圆顶状突起现象。涂层起泡使其防腐性能大大降低。盐雾试验不符合项分析（涂层起泡）成因：渗透压作用：涂层作为一种半透膜，由于底材和涂层之间常粘上一些可溶性物质，就形成了一个渗透系统，在渗透压的作用下，水会不断的渗入之间使涂层鼓起。涂层吸水：涂层在浸水、凝露和高温环境下吸水膨胀，使体积增大，涂层产生的内应力大于其附着力，涂层则会脱离底层而起泡。盐雾试验不符合项分析（涂层起泡）解决方案：1.提高涂层之间的附着力：可以通过选用溶剂型热塑性树脂涂料、对结合面进行充分打磨、保证涂层表面无玷污，控制涂层成膜温度、选择附着力强的涂料等手段提高附着力。2.提高涂层的湿附着力：选用湿附着力强的基料，如含氨基的基料，也可在涂料中加入一些有机硅偶联剂、铝酸锆添加剂等物质。盐雾试验不符合项分析（涂层起泡）解决方案：3.提高涂层的湿态刚性：涂层的湿态刚性大，挠性低，鼓泡时的涂层内应力就必须克服附件全面积的附着力总和，这样鼓泡的内应力就很难以使泡鼓起。4.适当提高涂层的厚度：厚涂层可以增强其刚度，防止水、氧、离子的渗透，避免产生起泡。盐雾试验不符合项分析（电路板腐蚀）现象描述：器件出现锈渍，板面出现腐蚀，失去光泽度。成因：器件和电路板在盐水、高温高湿环境的侵蚀下出现腐蚀解决方案：选用适合的电路板防护技术，涂覆具有耐腐蚀性质的涂层盐雾试验不符合项分析（产品内部积盐）现象描述：产品结构内部出现盐分沉积，表面电阻降低。成因：产品结构设计不合理，盐水进入不能合理排出。解决方案：优化产品结构设计，合理排出盐水，减少盐类沉积。混合气体腐蚀试验混合气体腐蚀试验混合气体腐蚀试验介绍（MixedFlowingGas:MFG）目的：评估各种有害气体对产品所造成的影响。气体腐蚀试验可以通过对温湿度和气体浓度等条件的控制，模拟产品在大气环境和工作场所中可能产生的失效。背景：早在1980年，Battelle实验室、Telcordia和IBM已经开展针对电子产品的混合气体腐蚀试验。腐蚀气体的来源矿物燃料的燃烧，煤、石油等都含相当量的硫元素,这些矿物如果不经过硫元素的处理,燃烧时会产生大量的二氧化硫。来源于石化与钢铁工业、腐败的有机物质、污水、动物的巢穴。腐败的有机物质在厌氧型的硫酸盐还原菌的作用下分解产生硫化氢气体。来自高温燃烧过程的释放，比如机动车尾气、锅炉废气的排放等.二氧化硫二氧化氮硫化氢氯气制浆与造纸工业。二氧化硫的腐蚀机理1二氧化硫较强的还原剂，对一般的非金属表面涂覆层与非金属材料有很强的腐蚀能力2形成强酸，对一般的非金属表面涂覆层与非金属材料有很强的腐蚀能力3生成的亚硫酸和硫酸，直接破坏金属制品表面的氧化物薄膜，引起电化学腐蚀等多种腐蚀效应硫化氢的腐蚀机理1硫化氢H2S一旦溶于水，便立即电离，使水具有酸性。2硫化氢的水溶液可以和金属活动性顺序中排在氢前面的金属单质反应。3硫化氢对铜和银具有强烈的腐蚀作用。二氧化氮的腐蚀机理1二氧化氮二氧化氮有较强的氧化性2对一般的橡胶腐蚀性很大,尤其是二烯类橡胶如天然胶、顺丁胶、丁苯胶等3二氧化氮一旦溶于水，生成硝酸，对金属具有腐蚀性。氯气的腐蚀机理1氯气氯气具有较强的氧化性，氯气被还原成氯化物，能够穿透金属表面的氧化保护层。氯气遇水反应生成盐酸和次氯酸。2金属都并非纯净物,有其他杂质.可以形成原电池.活泼金属为负极,不活泼金属为正极,而HCl溶液为电解液.发生原电池腐蚀。3氯气可与硫化氢、二氧化硫发生协同效应。MFG的主要参数1气体种类3试验温度5试验气体每小时体积更换数（换气率）7参比试片增重2气体浓度4相对湿度6试验时间01020304气候系统气体输送系统工作室气体分析系统试验设备设备结构图混合气体腐蚀试验箱混合气体腐蚀试验箱(工作室）混合气体腐蚀试验箱（气体调节）混合气体腐蚀试验箱（余气净化）气源常用的方法标准：在1990年早期，专业组织如ASTM、EIA、IEC开始对混合气体腐蚀试验制定相关的标准与规范。1BattelleLabsMFGTestMethods2EIA-364-TP65A3IEC60068-2-60/GB-T2423.514TelcordiaGR-63-CORE5ISO-21207-2015腐蚀监测方法在气体腐蚀试验中，通常使用铜片作为参比试片，铜片试样应与实验样品一起进行暴露腐蚀实验，以验证实验与标准规定的各种限定产生的符合性。铜片试样的增重将作为这种符合性的度量。铜片的材质与尺寸IEC60068-2-60/GB-T2423.51铜片试样由半硬OFHC铜板（符合ISO431：1981的Cu-OF）加工制成，最大厚度为0.5mm，每个试样的总表面积为0.1dm2~0.2dm2。TelcordiaGR-63-CORE铜片试样的尺寸无硬性要求，但推荐尺寸为25.4mm×12.7mm×1mm铜