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鹽霧試驗(yàn)箱對燈飾產(chǎn)品表面防腐能力的判定分析
鹽霧試驗(yàn)箱對燈飾產(chǎn)品表面防腐能力的判定分析
一,、概論
燈飾產(chǎn)品有一些材料的耐腐蝕性較差,，尤其是室外燈具的工作環(huán)境比較差,，燈具的裝飾性使得其表面要求極其重要,。需要采用一定防腐保護(hù)措施才能滿足顧客對產(chǎn)品質(zhì)量的需要,。因此對燈具產(chǎn)品及其材料的耐大氣和環(huán)境氣候的抗腐蝕性試驗(yàn)或模擬試驗(yàn)成了是本行業(yè)關(guān)心的問題,。我在這方面作了一些工作和研究,，在此將鹽霧試驗(yàn)的方法或標(biāo)準(zhǔn)對燈裝飾產(chǎn)品表面防腐蝕能力的判斷分析作個總結(jié)，以供設(shè)計選材和表面防護(hù)處理作參考,。
二,、腐蝕機(jī)理
燈飾產(chǎn)品的工作環(huán)境為大氣和室內(nèi)環(huán)境，條件惡劣的在海洋氣候或海底,。大氣腐蝕分干大氣腐蝕,；潮大氣腐蝕；濕大氣腐蝕三類,。
1,，大氣腐蝕的特點(diǎn)
大氣腐蝕的特點(diǎn)是金屬表面處于薄層電解液下的腐蝕過程,，其腐蝕機(jī)理符合電化學(xué)腐蝕規(guī)律：
當(dāng)金屬表面形成連續(xù)的電解液薄層時，大氣腐蝕的陰極過程為：O2+2H2O+4e→4OH-
陽極過程為：Me- ne→Men+ ,；當(dāng)Fe,、Zn全部浸入還原性酸液：陰極為氫去極化；在城市污染大氣形成的酸性水膜下：陰極為氧去極化腐蝕.
在薄層液膜下：氧易達(dá)到金屬表面生成氧化膜,，陽極鈍態(tài),，陽極極化；液膜增厚（濕大氣）氧達(dá)到金屬表面要有個擴(kuò)散過程,，因此腐蝕受控減緩,。
銹蝕機(jī)理：
大氣腐蝕之銹層處于潮濕條件下，銹層起強(qiáng)氧化劑作用,，銹層內(nèi)陽極發(fā)生在金屬的Fe3O4界面上：Fe-2e→ Fe2+,；陰極發(fā)生在Fe3O4和FeOOH界面上：6FeOOH+2e→ 2Fe3O4+2H2O+2OH-，銹層參與了陰極過程,。
在工業(yè)大氣下,，SO2、NO2,、H2S和NH3等都增加大氣腐蝕作用,。當(dāng)濕度大于70%時，水膜形成,，發(fā)生電化學(xué)腐蝕,，腐蝕速度急劇增加；當(dāng)濕度過小于70%濕度時,，二氧化硫的電化學(xué)腐蝕速度很小,。尤其是鐵、鋅,、鎘,、鎳不耐硫酸的金屬，在大氣中極容易腐蝕,。一般認(rèn)為SO2的腐蝕機(jī)理是硫酸鹽穴自催化過程,。一旦銹層生成硫酸鹽，銹層便無保護(hù)能力,。所以碳鋼在室外大氣條件下必須進(jìn)行保護(hù),，方法有防銹漆、鍍Zn,、AI等或加入耐大氣腐蝕之合金元素,，如Cu、P等使銹層具有很好的保護(hù)作用,。
2,，海水腐蝕特點(diǎn)
海水大約3.5%NaCI溶液,，（NaCI,MgCI2,CaSO4,K2SO4,CaCO3,MgBr2）平均電導(dǎo)率為4×10-2S.CM-1，遠(yuǎn)大于河水和雨水,。鹽濃度和溫度提高時,，氧在海水中的溶解度下降,，海水是典型的電解質(zhì)溶液,，即電化學(xué)腐蝕特征，除了活潑的Mg及其合金外海水腐蝕過程都是氧去極化過程,，腐蝕速度由氧擴(kuò)散過程控制,。多數(shù)金屬鐵、鋼,、鋅等,，由于CI-濃度高，陽極過程的阻滯作用很小,，不易再減小,，只有通過增加合金元素鉬來抑制CI-對鈍化膜之破壞作用，來提高其抗腐蝕性,。
由于海水電導(dǎo)率大,，電阻性阻滯很小，海水腐蝕的宏觀和微觀電池活性都較大,，因此海水中異種金屬接觸引起的電偶腐蝕有相當(dāng)大的破壞作用,。如艦船和青銅螺旋漿可引起數(shù)十米遠(yuǎn)處鋼船殼體的腐蝕。
三,、 耐腐蝕性試驗(yàn)和抗腐蝕性能的判定
1,，耐候性試驗(yàn)方法
中性鹽霧試驗(yàn)：5%NaCI溶液，PH=6.5-7.2
乙酸鹽霧試驗(yàn)：5%NaCI溶液,，加入適量冰已酸,，PH=3.1-3.3
銅加速乙酸鹽霧試驗(yàn)：5%NaCI溶液,加入2g/L±0.2g/L的CuCI2.2H2O，PH=3.1-3.3
2,，金屬材料及防護(hù)層耐候性模擬試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
A）試驗(yàn)設(shè)備要求：試驗(yàn)箱材料不腐蝕且不影響試驗(yàn)結(jié)果,；鹽霧不能直接噴到樣品表面；工作空間任何地方的冷凝水不能滴落到樣品上,；試驗(yàn)箱溫度波動為±0.5℃,，其均勻度為±2℃。
B）試驗(yàn)條件的選?。?/span>
試驗(yàn)溶液酸度：PH=7±0.2
試驗(yàn)用溶液成分根據(jù)需要可以有四種選擇：
①,、3%NaCI溶液；
②,、5% NaCI溶液,；
③,、20%NaCI溶液；
④,、人造海水,；27g/L NaCI+6g/LMgCI2+1g/LKCI+1g/LCaCI2
C）試驗(yàn)試驗(yàn)溫度：35±2℃
D）鹽霧沉降量：1.0-2.0ml/80cm2.h
E）試驗(yàn)周期可以根據(jù)需要選擇：
①、24小時連續(xù)噴霧,，觀察開始出現(xiàn)腐蝕的時間,。
②、連續(xù)噴8小時,，停16小時,，24小時為一個周期，根據(jù)不同產(chǎn)品的作用規(guī)定試驗(yàn)周期數(shù),。
③,、間斷噴8小時（噴泉5分鐘停45分鐘），停16小時,，24小時一個周期,，根據(jù)不同產(chǎn)品的作用規(guī)定試驗(yàn)周期數(shù)。
3,，漆膜耐鹽霧測定法
按GB1765制作漆板,；
試驗(yàn)溶液：3.5%NaCI溶液，PH=6.1-7.5
試驗(yàn)箱工作溫度：40±2℃,；
噴霧周期：每隔45分鐘噴霧15分鐘,。
4，耐腐蝕試驗(yàn)評定方法
腐蝕試驗(yàn)結(jié)果通常的評定方法是：外觀及去除表面腐蝕產(chǎn)物后的外觀,；點(diǎn)腐蝕,、裂紋、氣泡的分布和數(shù)量根據(jù)基體材料性質(zhì)和鍍層來評定,，底材為陰極如鋼和鋁合金壓鑄件表面鍍Ni-Cr或Cu-Ni-Cr 按照GB6461進(jìn)行評級,；底材為陽極如鋼鍍鋅和銅鍍錫等到按照GB12335評級；開始腐蝕時間是zui常用的耐腐蝕能力判斷方法,；還可以用重量變化,、顯微鏡觀察和力學(xué)性能變化來判定耐腐蝕試驗(yàn)結(jié)果。漆膜耐鹽霧測定按GB1740評級,。
各國各行業(yè)不同產(chǎn)品的鹽霧試驗(yàn)及其結(jié)果的評定標(biāo)準(zhǔn)各不相同,，我國有關(guān)鍍層鹽霧試驗(yàn)的規(guī)定按照附表，其結(jié)果判定分良好,、合格和不合格三種：
良好：色澤無變化或輕微變暗,；鍍層和基體均無腐蝕。
合格：色澤暗淡,，鍍層出現(xiàn)連續(xù)的均勻或不均勻氧化膜,；鍍層腐蝕面積小于或等于3%,。
不合格：鍍層腐蝕面積大于3%，基體出現(xiàn)銹點(diǎn),。
5,，試驗(yàn)結(jié)果
下面是采用于5%NaCI溶液，PH=6.5-7.2,，工作溫度35℃,，24小時連續(xù)噴霧的試驗(yàn)數(shù)據(jù)：
此試驗(yàn)結(jié)果由于數(shù)據(jù)量及試驗(yàn)樣板的不同一性，只可以定性對比分析不同金屬材料的不同鍍層耐腐蝕性能：鐵質(zhì)材料熱鍍鋅的抗腐蝕性比鍍銅好,，鍍鎳較次,；銅質(zhì)材料鍍鉻效果比鎳好，化學(xué)處理效果較差,；鋁噴粉表面后的耐腐蝕性很好，其抗腐蝕性限于其涂層與基體金屬之間的結(jié)合強(qiáng)度,，不宜與鐵銅的電鍍層作對比,；鋁陽極化處理后抗腐蝕性能較好。
五,、結(jié)論
1,，鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的選取視材料或產(chǎn)品的工作環(huán)境及其材料的腐蝕機(jī)理
2，評級方法根據(jù)底材性質(zhì)選擇不同的判定標(biāo)準(zhǔn)
3,，燈具產(chǎn)品常用材料耐腐蝕性及提高其抗腐蝕性對策
鐵：形成鐵離子的標(biāo)準(zhǔn)平衡電位是-0.036V,，在不穩(wěn)定大氣、天然水和士壤等自然環(huán)境下耐腐蝕性較差,。如鐵與鋁,、鈦、鋅,、鎳比,，自然條件下它不耐腐蝕。加入鉻,、鎳,、鉬、硅對其耐腐蝕性有利,。
鑄鐵：普通鑄鐵不耐腐蝕,，加入硅、鎳,、鉬,、鉻、鋁,、銅等形成各類耐腐蝕鑄鐵,，如高硅鑄鐵耐磷酸腐蝕好但不耐堿腐蝕,；高鎳鑄鐵對海洋大氣、海水和中性鹽類水溶液具有很好的耐腐蝕性,；低鎳鑄鐵耐堿腐蝕好,；高鉻鑄鐵耐中性或弱酸性鹽水腐蝕好，而低鉻鑄鐵適合600℃耐熱鑄件,，耐海水和低濃度酸抗腐蝕性好,。
低合金鋼：含銅鋼是優(yōu)良的耐大氣腐蝕鋼。在低合金鋼中加入1%和0.5%左右銅時耐腐蝕性增加30%,；加入0.4-0.5%鉬,，鋼在大氣中耐腐蝕速度下降1/2。鋼耐濃硫酸腐蝕好,。
鋁：表面氧化膜作用,，在非污染性大氣下耐腐蝕性好。
銅,、鎳及其合金：在還原性及非氧化性介質(zhì)中耐腐蝕,。
含鉻合金在氧化性溶液中耐腐蝕性好。
不銹鋼：耐大氣,、海洋大氣腐蝕,，也耐士壤腐蝕。
塑料：未能對塑料產(chǎn)品進(jìn)行耐蝕性試驗(yàn),，但據(jù)資料記載：聚氯已烯耐熱耐光性差,，使用溫度小于50℃，一般作電線絕緣層,；聚已烯耐酸堿鹽腐蝕性比聚氯已烯好,，常用作薄膜和電纜包覆層；聚丙烯強(qiáng)度高且重量輕,，耐腐蝕性差,，-10℃變脆；氟塑料耐高溫和強(qiáng)腐蝕,，但價格高,，適用于宇航和飛機(jī)方面。