銅加速鹽霧測試試驗與中性鹽霧的差異

銅加速鹽霧測試（CASS）是一種用于評估材料耐腐蝕性能的加速腐蝕試驗方法。以下是關于它的詳細介紹：

一、測試原理

基本原理

在傳統(tǒng)的中性鹽霧試驗（NSS）基礎上，銅加速鹽霧試驗通過在鹽溶液中添加銅鹽（一般是氯化銅）來加速腐蝕過程。氯化銅的存在會催化腐蝕反應，使金屬表面的氧化還原反應更加劇烈。

銅離子在腐蝕過程中起到了活性催化劑的作用，它會在金屬表面形成局部的微電池反應。以銅 - 鋅合金（黃銅）為例，鋅比銅更活潑，在鹽霧環(huán)境下，鋅會作為陽極被氧化而失去電子，銅離子會在陰極（相對不活潑的金屬部分）得到電子，加速了金屬的腐蝕速度。

化學反應過程

陽極反應：

陰極反應：

在鹽霧試驗箱中，鹽溶液（主要成分是氯化鈉）會被霧化并噴灑在測試樣品表面。當有氯化銅存在時，對于鐵基材料，主要發(fā)生的反應如下：

生成的亞鐵離子會與溶液中的氫氧根離子結合，形成氫氧化亞鐵。由于試驗環(huán)境中有氧氣存在，氫氧化亞鐵會進一步被氧化為氫氧化鐵，最終形成鐵銹。氯化銅的存在會使這些反應的速度加快。

二、測試溶液的配制

成分及比例

氯化鈉（）的濃度一般為 5%（質量分數），這與中性鹽霧試驗的氯化鈉濃度相同。氯化銅（）的添加量通常為 0.26g/L。

溶液的酸堿度（）需要用冰醋酸調節(jié)到 3.1 - 3.3 之間。冰醋酸的加入主要是為了營造酸性環(huán)境，進一步加速腐蝕反應。

配制步驟

首先，準確稱取一定量的氯化鈉（根據配制溶液的體積計算所需質量），將其溶解在適量的蒸餾水中。然后，稱取規(guī)定量的氯化銅晶體，加入到氯化鈉溶液中，攪拌使其充分溶解。

最后，用酸度計監(jiān)測溶液的值，逐滴加入冰醋酸，緩慢調節(jié)值到規(guī)定的范圍。配制好的溶液需要經過過濾，以去除可能存在的雜質。

三、測試設備及條件

鹽霧試驗箱

鹽霧試驗箱是進行銅加速鹽霧測試的關鍵設備。它主要由噴霧系統(tǒng)、樣品放置架、加熱系統(tǒng)、鹽溶液儲存槽和空氣壓縮機等部分組成。

噴霧系統(tǒng)能夠將鹽溶液均勻地霧化成微小的液滴，并噴灑在樣品表面。樣品放置架可以放置不同形狀和尺寸的測試樣品，并且要保證樣品之間不會相互接觸或遮擋，以免影響試驗結果的準確性。加熱系統(tǒng)用于維持試驗箱內的溫度，一般試驗溫度設定為 50℃左右。

試驗參數

鹽霧沉降量是一個重要的參數，一般要求在 1 - 2mL/（80?h）之間。這個參數可以通過調節(jié)噴霧壓力、噴頭的孔徑和數量以及試驗箱內的氣流等因素來控制。

試驗周期根據不同的材料和測試要求而有所不同，常見的試驗周期有 24 小時、48 小時、72 小時、96 小時等。在整個試驗過程中，試驗箱內要保持相對穩(wěn)定的環(huán)境條件，盡量減少外界因素的干擾。

四、測試樣品的準備

樣品尺寸及數量

樣品的尺寸應該根據試驗箱的大小和試驗要求來確定。一般來說，樣品的表面積不宜過小，以保證能夠得到可靠的試驗結果。對于板材類樣品，邊長或直徑不小于 50mm 為宜。

每種材料或產品的測試樣品數量一般不少于 3 個，這樣可以通過多個樣品的測試結果來減少試驗誤差，取平均值作為最終的試驗結果。

樣品預處理

樣品在測試前需要進行清洗，以去除表面的油污、灰塵等雜質。可以使用適當的有機溶劑（如乙醇、丙酮等）進行擦拭清洗，然后用蒸餾水沖洗干凈。清洗后的樣品要自然晾干或用冷風吹干，避免在表面留下水漬。

對于一些有表面涂層的樣品，還需要檢查涂層的完整性，如有破損或缺陷，可能會影響試驗結果的準確性。

五、測試結果的評價

外觀觀察

試驗結束后，首先對樣品的外觀進行觀察。可以通過肉眼或借助放大鏡、顯微鏡等工具來觀察樣品表面的腐蝕情況，如腐蝕斑點的大小、形狀、分布密度等。

記錄樣品表面是否有紅銹（對于鋼鐵材料）、銅綠（對于銅合金）等腐蝕產物出現，以及它們出現的位置和程度。

質量損失測量

可以在試驗前后分別稱量樣品的質量，計算質量損失。質量損失的計算公式為：，其中是試驗前樣品的質量，是試驗后樣品的質量。

根據質量損失的情況，可以評估材料的耐腐蝕性能。質量損失越大，說明材料的耐腐蝕性能越差。

腐蝕深度測量

對于一些重要的結構材料，還需要測量腐蝕深度?？梢允褂霉鈱W顯微鏡、電子顯微鏡或者采用輪廓儀等設備來測量腐蝕后的表面輪廓，從而確定腐蝕深度。

腐蝕深度是評估材料剩余強度和使用壽命的重要指標，對于一些承受較大載荷的零部件，腐蝕深度超過一定限度可能會導致零部件失效。