常用恒定盐雾试验方法标准分析

刘菁伟，袁琳

（通标标准技术服务(天津)有限公司，天津 300457）

引言

盐雾试验是一种常见的加速腐蚀试验，是实验室利用盐雾试验设备人工模拟盐雾环境条件来考核电子产品元件、金属材料、非金属材料等产品耐腐蚀性能的环境试验。盐雾试验方法主要分为恒定盐雾试验和循环腐蚀试验[1]。其中恒定盐雾试验主要包括中性盐雾试验（NSS试验）、乙酸盐雾试验（AASS试验）及铜加速乙酸盐雾试验（CASS试验）三种，其特点是试验过程中是连续喷雾的。作为加速腐蚀试验的基本方法之一，恒定盐雾试验因为操作相对简单，在电工电子、金属和涂料行业应用广泛，因此正确理解恒定盐雾试验方法标准及结果评价标准并正确实施恒定盐雾试验是极其重要的。

本文主要针对国内外常用恒定盐雾试验标准和评价标准进行对比和分析，以帮助科研及试验工作人员更好地理解和实施恒定盐雾试验。

1 恒定盐雾试验标准分析

按腐蚀机制分类，金属腐蚀可以分为电化学腐蚀、化学腐蚀和物理腐蚀三类。其中电化学腐蚀对金属的危害最为严重，也最为普遍。盐雾对金属的腐蚀机理基于原电池腐蚀，金属与电解质溶液接触，以电化学方式，通过电极反应产生腐蚀。常用的恒定盐雾试验标准主要有ASTM B117[2]、ASTM G85[3]、ASTM B368[4]、ISO 9227[5]、GB/T 10125[6]、GB/T 1771[7]、IEC 60068-2-11[8]、GB/T 2423.17[9]，这些标准适用非常广泛，规定了盐雾试验相关操作，是世界各国或企业的盐雾试验方法的依据。

恒定中性盐雾试验具有悠久的历史，1939年美国材料试验学会制定出第一个标准，即ASTM B117-39。由于中性盐雾试验腐蚀条件相对比较温和，腐蚀速度较慢，研究人员随后开发出铜加速乙酸盐雾和乙酸盐雾试验方法，其腐蚀速度更快，比如1961年制定的ASTM B368和1985年制定的ASTM G85等标准。国际标准ISO 9227第一版是由金属和合金腐蚀技术委员会于1990年编制的，目前ISO 9227现行有效的版本为2022年制定的第五版，规定了中性盐雾、乙酸盐雾和铜加速乙酸盐雾试验适用的设备、试剂和方法。国家标准GB/T 10125于1997年首次发布，现行有效的版本为2021年第二次修订的GB/T 10125-2021，修改采用ISO 9227:2017。GB/T 1771-2007规定了测定涂层耐中性盐雾性能的方法，等同采用ISO 7253:1996。IEC 60068-2-11由IEC技术委员会编制，现行有效版本为2021版。GB/T 2423.17-2008等同采用IEC 60068-2-11:1981。不同标准适用范围、测试条件等有一定差异，以下将分类介绍这些标准的内容。

1.1 标准适用范围

ASTM B117-19标准适用于金属或金属涂层的耐盐雾腐蚀试验；ASTM G85-19适用于黑色和有色金属以及有机和无机涂层；ASTM B368-21适用于铝的阳极氧化膜，也适用于钢材、锌合金、铝合金和塑料上的镍/铬或铜/镍/铬装饰性镀层。

ISO 9227:2022和GB/T 10125-2021标准中的中性盐雾试验适用于金属样品及其合金、金属阳极性或阴极性覆盖层、阳极氧化膜、转化膜、金属基体上的有机覆盖层；乙酸盐雾试验适用于铝的阳极氧化膜和有机覆盖层，也适用于铜+镍+铬或镍+铬装饰性镀层；铜加速乙酸盐雾试验适用于铝的阳极氧化膜和有机覆盖层，也适用于铜+镍+铬或镍+铬装饰性镀层。

GB/T 1771-2007适用于涂层，色漆或涂料体系。

GB/T 2423.17-2008适用于评定保护性涂层的质量以及均匀性。也适用于比较具有相似结构的试样的抗盐雾腐蚀的能力。IEC 60068-2-11:2021适用于评估用于保护金属免受腐蚀的涂层的质量和均匀性。它特别适用于检测某些金属、有机、阳极氧化物和转化涂层中的不连续性，如气孔和其他缺陷。

1.2 试验溶液

盐雾主要是模拟海洋大气环境的，海水中含有较多的盐分，其中含量最多的就是氯化钠，在海水中含量在（2～3）%。考虑到主要的腐蚀是由氯化钠引起的，盐雾试验方法中大都是规定用氯化钠来配置盐雾溶液模拟腐蚀情况。盐溶液的配置主要在于水和氯化钠的选择，不同的标准对水和氯化钠的要求也略有差异。

1）标准对配置盐溶液所需水的要求

ASTM B117-19 、ASTM G85-19和ASTM B368-21规定，配置盐溶液的水需要符合ASTM D1193 IV类水的要求。GB/T 10125-2021、ISO 9227:2022和IEC 60068-2-11:2021要求配置盐溶液的水应该是电导率不高于20 μS/cm （25±2）℃的蒸馏水或去离子水。GB/T 2423.17-2008规定应用蒸馏水或者去离子水配置盐溶液。GB/T 1771-2007规定，配置盐溶液的水需要符合GB/T 6682中规定的至少纯度为三级的水：pH值范围（25 ℃）为5.0～7.5；电导率（25 ℃）≤0.50 ms/m；可氧化物质含量（以O计）≤0.4 mg/L；蒸发残渣（105±2）℃≤2.0mg/L。实验人员在配置盐溶液时，应依据标准对所用水的指标要求对盐液用水进行检测，满足标准要求时方可进行盐液配置。

2）标准对配置盐溶液所需氯化钠的要求

ASTM B117-19要求，配置盐溶液所用氯化钠总杂质应不超过0.3 %（质量分数）。氯化物以外的卤化物（溴化物、氟化物和碘化物）含量应低于0.1 %（质量分数），铜含量应低于0.3 ppm（质量）。且规定不得使用添加了防结块剂的氯化钠。ASTM G85-19规定所用氯化钠中氯化物以外的卤化物（溴化物、氟化物和碘化物）含量应低于0.1 %（质量分数），铜含量应低于0.3 ppm（质量）。同样规定了不得使用添加了防结块剂的氯化钠。ASTM B368-21规定配置盐溶液所用氯化钠应为ACS试剂级或同等品。

GB/T 10125-2021、ISO 9227:2022和IEC 60068-2-11:2021要求配置盐溶液的氯化钠中铜、镍、铅等重金属总含量应低于0.005 %（质量分数）。碘化钠含量应不超过0.1 %（质量分数）或以干盐计算的总杂质应不超过0.5 %（质量分数）。GB/T 2423.17-2008规定配置盐溶液的氯化钠干燥时，碘化钠的含量不超过0.1 %，杂质的总含量不超过0.3 %。GB/T 1771-2007规定所用氯化钠应为白色，质量分数≥99.5 %，而且基本上不含铜和镍，碘化钠的质量分数≤0.1 %。

2.3 试验条件

实验室中的盐雾试验是在盐雾箱内，通过将配置的盐溶液喷成雾状，盐雾微粒沉降并附着在样品表面，逐步引起样品的腐蚀。盐雾试验主要控制的试验参数主要有所用盐溶液的浓度、盐雾沉降率、盐溶液pH值、试验温度、试验时间等参数。不同的标准对盐雾试验的主要控制参数也有明确规定，试验过程中需要根据标准要求控制相关试验参数。

1）盐溶液浓度

恒定盐雾试验过程中需要关注盐溶液浓度，其对腐蚀速率有很大的影响。经研究，5 %左右浓度时的盐溶液，腐蚀速度最快[1]。低于5 %浓度时，随着盐溶液浓度的增加，溶液中氧含量增加，氧的去极化能力增加。盐溶液浓度大于5 %时，盐溶液浓度增加会导致溶液中氧含量下降，氧的去极化能力变弱，腐蚀速率也相应有所下降。此外，溶液浓度越高，也易堵设备喷嘴。

2）盐雾沉降率

盐雾沉降率反映试验过程中喷雾量的多少及均匀性，是单位时间内在单位面积上沉降的盐雾量。盐雾颗粒越细，所形成的表面积越大，降落到样品表面的盐溶液中吸附的氧量越多，其腐蚀性也越强。因此，取适中的盐雾沉降率，使腐蚀速度稳定，试验结果重现性好[10]。

3）盐溶液pH值

在材料的盐雾腐蚀试验中，除了盐溶液浓度和盐雾沉降率，盐溶液的pH对盐雾腐蚀速率的影响也很明显。当盐溶液的pH低于7.0时，pH越小，盐溶液中的氢离子浓度就越高，酸性越强，对样品和材料的腐蚀也就越严重。

4）试验温度

盐雾腐蚀本质上是材料发生了电化学反应，温度对反应速率有明显影响，温度每升高10 ℃，材料腐蚀速度提高2～3倍，这可能与电解液的导电率增加（10～20）%相关。但因氧含量随温度的升高而降低[10]，且腐蚀速率会受到氧含量的影响，所以盐雾腐蚀速率并不会随着温度的升高而一直加快[11]。

通过表1可以看出，ASTM 标准、电工电子产品IEC 60068-2-11:2021和GB/T 2423.17-2008对沉降盐液浓度都是按氯化钠的质量分数要求的，GB/T 10125-2021、ISO 9227:2022和GB/T 1771-2007都是要求沉降盐液浓度为（50±5）g/L。测试温度除铜离子加速盐雾要求温度在50 ℃左右外，其它盐雾条件都要求温度控制为（35±2）℃。盐雾沉降率除GB/T 1771-2007要求在80 cm2的水平面积的平均沉降率为1.0～2.5以外，其它条件均要求（1.0～2.0）ml/（80 cm2·h）。酸性盐雾试验和铜离子加速盐雾试验均要求沉降盐液pH值为3.1～3.3，中性盐雾试验均要求沉降盐液pH为6.5～7.2。

表1 主要恒定盐雾试验标准测试条件对比

3 结语

本文比较了恒定盐雾试验方法标准适用范围及主要试验条件等方面的差异，为盐雾试验检验检测人员提供了可选择的试验方法及技术支持。盐雾试验是一种常用的考察产品耐腐蚀能力的试验方法，在整个试验过程中，依据产品的种类及其使用情况，选择适用的试验方法，保证试验参数和试验条件的科学性和准确性至关重要。试验中影响试验结果的因素有很多，要尽可能减小这些因素的影响，让试验结果真实地反应产品性能，需要实验人员熟悉检验方法及标准要求，并且了解产品相关情况，选择好匹配的试验条件并控制好相关参数，才能得到更为准确的测试结果。