灯饰产品表面防腐能力盐的雾腐蚀试验分析
2014/11/03
一、腐蚀机理
灯饰产品的工作环境为大气和室内环境，条件恶劣的在海洋气候或海底。大气腐蚀分干大气腐蚀；潮大气腐蚀；湿大气腐蚀三类。
1，大气腐蚀的特点
大气腐蚀的特点是金属表面处于薄层电解液下的腐蚀过程，其腐蚀机理符合电化学腐蚀规律：
当金属表面形成连续的电解液薄层时，大气腐蚀的阴极过程为：O2+2H2O+4e→4OH-
阳极过程为：Me- ne→Men+ ；当Fe、Zn全部浸入还原性酸液：阴极为氢去极化；在城市污染大气形成的酸性水膜下：阴极为氧去极化腐蚀.
在薄层液膜下：氧易达到金属表面生成氧化膜，阳极钝态，阳极极化；液膜增厚（湿大气）氧达到金属表面要有个扩散过程，因此腐蚀受控减缓。
锈蚀机理：
大气腐蚀之锈层处于潮湿条件下，锈层起强氧化剂作用，锈层内阳极发生在金属的Fe3O4界面上：Fe-2e→ Fe2+；阴极发生在Fe3O4和FeOOH界面上：6FeOOH+2e→ 2Fe3O4+2H2O+2OH-，锈层参与了阴极过程。
在工业大气下，SO2、NO2、H2S和NH3等都增加大气腐蚀作用。当湿度大于70%时，水膜形成，发生电化学腐蚀，腐蚀速度急剧增加；当湿度过小于70%湿度时，二氧化硫的电化学腐蚀速度很小。尤其是铁、锌、镉、镍不耐硫酸的金属，在大气中极容易腐蚀。一般认为SO2的腐蚀机理是硫酸盐穴自催化过程。一旦锈层生成硫酸盐，锈层便无保护能力。所以碳钢在室外大气条件下必须进行保护，方法有防锈漆、镀Zn、AI等或加入耐大气腐蚀之合金元素，如Cu、P等使锈层具有很好的保护作用。
2、海水腐蚀特点
海水大约3.5%NaCI溶液，（NaCI,MgCI2,CaSO4,K2SO4,CaCO3,MgBr2）平均电导率为4×10-2S.CM-1，远大于河水和雨水。盐浓度和温度提高时，氧在海水中的溶解度下降，海水是典型的电解质溶液，即电化学腐蚀特征，除了活泼的Mg及其合金外海水腐蚀过程都是氧去极化过程，腐蚀速度由氧扩散过程控制。多数金属铁、钢、锌等，由于CI-浓度高，阳极过程的阻滞作用很小，不易再减小，只有通过增加合金元素钼来抑制CI-对钝化膜之破坏作用，来提高其抗腐蚀性。
由于海水电导率大，电阻性阻滞很小，海水腐蚀的宏观和微观电池活性都较大，因此海水中异种金属接触引起的电偶腐蚀有相当大的破坏作用。如舰船和青铜螺旋浆可引起数十米远处钢船壳体的腐蚀。
二、耐腐蚀性试验和抗腐蚀性能的判定
1、耐候性试验方法
中性盐雾试验：5%NaCI溶液，PH=6.5-7.2
乙酸盐雾试验：5%NaCI溶液，加入适量冰已酸，PH=3.1-3.3
铜加速乙酸盐雾试验：5%NaCI溶液,加入2g/L±0.2g/L的CuCI2.2H2O，PH=3.1-3.3
2、金属材料及防护层耐候性模拟试验标准
A）试验设备要求：
试验箱材料不腐蚀且不影响试验结果；盐雾不能直接喷到样品表面；工作空间任何地方的冷凝水不能滴落到样品上；试验箱温度波动为±0.5℃，其均匀度为±2℃。
B）试验条件的选取：
试验溶液酸度：PH=7±0.2
试验用溶液成分根据需要可以有四种选择：
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）试验试验温度：35±2℃
D）盐雾沉降量：1.0-2.0ml/80cm2.h
E）试验周期可以根据需要选择：
①、24小时连续喷雾，观察开始出现腐蚀的时间。
②、连续喷8小时，停16小时，24小时为一个周期，根据不同产品的作用规定试验周期数。
③、间断喷8小时（喷泉5分钟停45分钟），停16小时，24小时一个周期，根据不同产品的作用规定试验周期数。
三、漆膜耐盐雾测定法
按GB1765制作漆板；
试验溶液：3.5%NaCI溶液，PH=6.1-7.5
试验箱工作温度：40±2℃；
喷雾周期：每隔45分钟喷雾15分钟。
四、耐腐蚀试验评定方法
腐蚀试验结果通常的评定方法是：外观及去除表面腐蚀产物后的外观；点腐蚀、裂纹、气泡的分布和数量根据基体材料性质和镀层来评定，底材为阴极如钢和铝合金压铸件表面镀Ni-Cr或Cu-Ni-Cr 按照GB6461进行评级；底材为阳极如钢镀锌和铜镀锡等到按照GB12335评级；开始腐蚀时间是最常用的耐腐蚀能力判断方法；还可以用重量变化、显微镜观察和力学性能变化来判定耐腐蚀试验结果。漆膜耐盐雾测定按GB1740评级。
各国各行业不同产品的盐雾试验及其结果的评定标准各不相同，我国有关镀层盐雾试验的规定按照附表，其结果判定分良好、合格和不合格三种：
良好：色泽无变化或轻微变暗；镀层和基体均无腐蚀。
合格：色泽暗淡，镀层出现连续的均匀或不均匀氧化膜；镀层腐蚀面积小于或等于3%。
不合格：镀层腐蚀面积大于3%，基体出现锈点。
五、试验结果
下面是采用于5%NaCI溶液，PH=6.5-7.2，工作温度35℃，24小时连续喷雾的试验数据：
此试验结果由于数据量及试验样板的不同一性，只可以定性对比分析不同金属材料的不同镀层耐腐蚀性能：铁质材料热镀锌的抗腐蚀性比镀铜好，镀镍较次；铜质材料镀铬效果比镍好，化学处理效果较差；铝喷粉表面后的耐腐蚀性很好，其抗腐蚀性限于其涂层与基体金属之间的结合强度，不宜与铁铜的电镀层作对比；铝阳极化处理后抗腐蚀性能较好。
六、结论
1，盐雾试验标准的选取视材料或产品的工作环境及其材料的腐蚀机理
2，评级方法根据底材性质选择不同的判定标准
3，灯具产品常用材料耐腐蚀性及提高其抗腐蚀性对策
铁：
形成铁离子的标准平衡电位是-0.036V，在不稳定大气、天然水和士壤等自然环境下耐腐蚀性较差。如铁与铝、钛、锌、镍比，自然条件下它不耐腐蚀。加入铬、镍、钼、硅对其耐腐蚀性有利。
铸铁：
普通铸铁不耐腐蚀，加入硅、镍、钼、铬、铝、铜等形成各类耐腐蚀铸铁，如高硅铸铁耐磷酸腐蚀好但不耐碱腐蚀；高镍铸铁对海洋大气、海水和中性盐类水溶液具有很好的耐腐蚀性；低镍铸铁耐碱腐蚀好；高铬铸铁耐中性或弱酸性盐水腐蚀好，而低铬铸铁适合600℃耐热铸件，耐海水和低浓度酸抗腐蚀性好。
低合金钢：
含铜钢是优良的耐大气腐蚀钢。在低合金钢中加入1%和0.5%左右铜时耐腐蚀性增加30%；加入0.4-0.5%钼，钢在大气中耐腐蚀速度下降1/2。钢耐浓硫酸腐蚀好。
铝：
表面氧化膜作用，在非污染性大气下耐腐蚀性好。
铜、镍及其合金：在还原性及非氧化性介质中耐腐蚀。
含铬合金在氧化性溶液中耐腐蚀性好。
不锈钢：
耐大气、海洋大气腐蚀，也耐士壤腐蚀。
塑料：
未能对塑料产品进行耐蚀性试验，但据资料记载：聚氯已烯耐热耐光性差，使用温度小于50℃，一般作电线绝缘层；聚已烯耐酸碱盐腐蚀性比聚氯已烯好，常用作薄膜和电缆包覆层；聚丙烯强度高且重量轻，耐腐蚀性差，-10℃变脆；氟塑料耐高温和强腐蚀，但价格高，适用于宇航和飞机方面。
