浅谈盐雾试验的知识、标准和方法
盐是世界上分布最普遍的化合物之一，在海洋、大气、陆地、湖泊和河流中均能发现盐，盐进入微小液滴就能形成盐雾环境，使物品避免暴露在盐雾环境中是不可能的，并且盐雾环境对机械、电子产品（或部件）的影响仅次于温度、振动、湿热及沙尘环境。
盐雾试验是研发阶段评价产品耐腐蚀能力的一项重要试验，主要分为两大类，一类为天然环境暴露试验，既耗时又费力，在实际中很少采用（本文不做介绍）；另一类为人工加速模拟盐雾环境试验，其氯化物浓度可以是一般天然环境盐雾含量的几倍或几十倍，腐蚀速度大大提高，得出结果的时间也大大缩短。如在天然暴露环境下腐蚀1年的产品样品，在人工模拟盐雾环境条件下，只需24小时即可得到相似的结果。今天，我们就重点聊聊人工加速模拟盐雾试验的知识、标准和方法。
一、盐雾试验基础
1）盐雾试验原理
盐雾试验是一种主要利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核产品、耐腐蚀性能的环境试验。
对于机械产品而言，盐雾中的氯化钠在一定条件下会分解为Na+离子和Cl－离子，与金属材料发生化学反应生成强酸性的金属盐，其中的金属离子与氧气接触后又还原生成较稳定的金属氧化物，使金属或涂层腐蚀生锈、起泡，从而出现构件/紧固件腐蚀损坏，机械部组件的活动部位阻塞引起动部件卡死或失灵，微细导线/印刷线路板开路或短路，元件腿断裂等情形。
对于电子产品而言，盐溶液的导电性会使绝缘体表面电阻和体积电阻大大降低，其盐雾腐蚀物与盐溶液的干燥结晶（盐粒）间的电阻会比原金属高，会增加该部位电阻和压降，影响触电动作，从而影响产品的电性能。
2）盐雾试验分类
人工盐雾试验主要分为中性盐雾试验、酸性盐雾试验、铜离子加速盐雾试验和交变盐雾试验四种。
中性盐雾试验（NSS）是出现最早，应用领域最广的一种加速腐蚀试验方法。它采用5%的氯化钠盐水溶液，溶液PH值调在中性范围（6-7）作为喷雾用的溶液。试验温度均取35℃，要求盐雾的沉降率在1-2ml/80cm2.h之间。
酸性盐雾试验（ASS）是在中性盐雾试验的基础上发展起来的。它是在5%氯化钠溶液中加入一些冰醋酸，使溶液的PH值降为3左右，溶液变成酸性，最后形成的盐雾也由中性盐雾变成酸性。它的腐蚀速度大约是NSS试验的3倍。
铜离子加速盐雾试验（CASS）是国外新近发展起来的一种快速盐雾腐蚀试验，试验温度为50℃，盐溶液中加入少量铜盐— 氯化铜，强烈诱发腐蚀，它的腐蚀速度大约是NSS试验的8倍。
交变盐雾试验是一种综合盐雾试验，实际上是中性盐雾试验、湿热试验和其他试验的交变。主要用于空腔型的整机产品，通过潮湿环境的渗透，使盐雾腐蚀不但在产品表面产生，也在产品内部产生。它是将产品在盐雾、湿热和其他环境条件下交替转换，最后考核整机产品的电性能和机械性能有无变化。表1参照GB/T10125-2021《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》及相关材料给出了四种盐雾试验的对比情况。
表1 四种盐雾试验的对比列表
3）盐雾试验判定
盐雾试验结果的判定方法主要有评级判定法、称重判定法、腐蚀物出现判定法和腐蚀数据统计分析法。① 评级判定法是把腐蚀面积与总面积之比按一定的方法划分成几个级别，以某一个级别作为合格判定依据，它适合对平板样品进行评价。② 称重判定法通过对腐蚀试验前后样品的重量进行称重，计算出受腐蚀损失的重量来对样品耐腐蚀程度进行评判，它特别适用于对某种金属耐腐蚀能力进行考核。③ 腐蚀物出现判定法是一种定性的判定法，它以盐雾腐蚀试验后，产品是否产生腐蚀现象来对样品进行判定，一般产品标准中大多采用此方法。④ 腐蚀数据统计分析法提供了设计腐蚀试验、分析腐蚀数据和确定腐蚀数据置信度的方法，它主要用于分析、统计腐蚀情况，而不是具体用于某一具体产品的质量判定。
二、盐雾试验标准
关于盐雾试验的标准很多，比较常用的有GB/T 10125-2021《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》、GB/T 2423.17-2008《电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法试验Ka：盐雾》、GB/T 2423.18-2012《环境试验第2部分：试验方法 试验Kb：盐雾，交变(氯化钠溶液)》、GJB 150.11A-2009《军用装备实验室环境试验方法第11部分：盐雾试验》等，相关标准的内容对比如表2。
表2 不同标准的试验内容对比列表
注1：GB/T 2423.18规定了8个试验方法，试验方法1和2，是盐雾条件和湿热条件进行交变试验，一个周期是7d（1d为24h），试验方法1需要4个循环周期，试验方法2需要3个循环周期。试验方法3～6，是盐雾条件、湿热条件、标准大气条件进行交变试验，一个循环7d，试验方法3需要1个循环周期，试验方法4需要2个循环周期，试验方法5需要4个循环周期，试验方法6需要8个循环周期。试验方法7和8，是新版标准新增加的两个试验方法，试验溶液由酸性盐溶液代替中性盐溶液，是盐雾条件、干燥条件、湿热条件进行交变试验，一个周期8h，试验循环包括3、6、12、30、45、60、90、150、180个周期。
其他行业的盐雾试验的检测标准罗列如下，供各位朋友参考：
1）机械、金属材料制品：GB/T 10125-2021《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》、ISO 9227：2017《Corrosion tests in artificial
atmospheres-Salt spray tests》、GB/T 12967.3-2022《铝及铝合金阳极氧化膜及有机聚合物膜检测方法第3部分：盐雾试验》；
2）电工电子产品：GB/T 2423.17-2008 《电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法试验Ka：盐雾》、IEC 60068-2-11：2021《Environmental testing-Part 2-11：Tests- test Ka：Salt mist》、GB/T 2423.18-2021《环境试验 第2部分：试验方法 试验Kb：盐雾，交变(氯化钠溶液)》（IEC 60068-2-52:2017，IDT)；
3）轻工产品：QB/T 3826-1999《轻工产品金属镀层和化学处理层的耐腐蚀试验方法 中性盐雾试验(NSS)法》、QB/T 3827-1999《轻工产品金属镀层和化学处理层的耐腐蚀试验方法 乙酸盐雾试验（ASS）法》；
4）塑料制品：GB/T 12000-2017《塑料暴露于湿热、水喷雾和盐雾中影响的测定》(ISO 4611:2011,IDT)；
5）涂料及含涂层金属制品：GB/T 1771-2007《色漆和清漆 耐中性盐雾性能的测定》（ISO
7253:1996,IDT)；
6）消防产品：GB 15090-2005《消防软管卷盘》、GB 12514.1-2005《消防接口第1部分：消防接口通用技术条件》、GB 4351.1-2005《手提式灭火器第1部分：性能和结构要求》、GB 8181-2005《消防水枪》；
7）金属材料及汽车金属零部件：GB/T 24195-2009《金属和合金的腐蚀 酸性盐雾、“干燥”和“湿润”条件下的循环加速腐蚀试验》(ISO 16151:2005,IDT)、GB/T 20854-2007《金属和合金的腐蚀循环暴露在盐雾、“干”和“湿”条件下的加速试验》（ISO 14493：2001,IDT)、ISO 16701：2015《Corrosion of metals and alloys —Corrosion in
artificial atmosphere —Accelerated corrosion test involving exposure under
controlled conditions of humidity cycling and intermittent spraying of a salt
solution》。
三、盐雾试验过程
不同标准规定的试验过程略有差异，本文以GJB 150.11A-2009《军用装备实验室环境试验方法 第11部分：盐雾试验》为例，说明盐雾试验的试验过程，具体包括：
1）试件预处理：应对受污染的试件表面进行预处理，以确保时间表面没有污染物如油、脂或污物（灰尘）等，对试件的预处理应尽可能少；
2）初始检测：试验前所有试件均应在标准大气条件下进行检测，检测以目视检测为主，必要时按相关标准进行电气和机械性能检测，以取得基线数据，记录检查结果；
3）试验步骤：① 调节试验箱温度35°C，在喷雾前试件保持该条件下至少2h；②喷雾24h（或文件规定其他时间）；③ 在标准大气条件下温度（15°C∽35°C）和相对湿度不高于50%的条件下干燥试件24h（或文件规定其他时间）；④ 重复以上盐雾和干燥程序一次，完成2个循环。
4）恢复：在标准大气条件下用流动水轻柔冲洗试件；
5）最终检测：对试件进行目视检查，必要时进行物理和电气性能检测，记录试验结果；
6）结果分析：从物理、电气、腐蚀三个方面进行试验结果分析。
四、盐雾试验的影响因素
影响盐雾试验结果的主要因素包括：试验温湿度、盐溶液的浓度、样品放置角度、盐溶液的pH值、盐雾沉降量和喷雾方式等。
1）试验温湿度
盐雾腐蚀本质上是材料发生了电化学反应，温湿度对反应速率有明显的影响。试验温度越高盐雾腐蚀速度越快。国际电工委员会IEC在研究大气腐蚀加速试验问题时发现，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%。但实际盐雾腐蚀的速率并不会随着温度的升高而一直加快，如果试验温度过高，盐雾腐蚀机理与实际情况就会产生较大差异。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。当相对湿度降低，盐溶液浓度将增加直至析出结晶盐，腐蚀速度相应降低。
2）盐溶液的浓度
盐溶液的浓度对腐蚀速度的影响与材料和覆盖层的种类有关。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。但对于锌、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。
3）样品的放置角度
样品的放置角度对盐雾试验的结果有明显影响。盐雾的沉降方向是接近垂直方向的，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。
4）盐溶液的pH值
盐溶液的pH值是影响盐雾试验结果的主要因素之一。pH低于7. 0时，pH值越低，溶液中氢离子浓度越高，酸性越强腐蚀性也越强。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。
除此之外，影响盐雾试验结果的因素还有：试验中断、试验样品清洁、试验样品处理、盐雾溶液的配置、喷雾方式、喷雾时间、压力平衡等等因素。
五、最后的话
盐雾试验是一种主要利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核产品、耐腐蚀性能的环境试验，试验结果与溶液浓度、PH值、试验温湿度、样品的摆放等诸多因素相关。敲黑板，在产品进行盐雾试验时，不能只简单注明依据标准，因为GB/T 10125-2021《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》等标准本身没有评价标准，需要在产品设计时明确评判要求，不同的判定方法可能出现不同的试验结果。
参考文献：
1）徐静、王法中、尹江梅、赵丽瑾《盐雾试验方法标准对比分析》
2）GB/T 10125-2021《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》
3）GB/T 2423.17-2008《电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法试验Ka：盐雾》
4）GB/T 2423.18-2012《环境试验 第2部分：试验方法 试验Kb：盐雾，交变(氯化钠溶液)》
5）GJB 150.11A-2009《军用装备实验室环境试验方法 第11部分：盐雾试验》
6）中关村智造大街《一文讲明白盐雾试验》
