鹽霧試驗箱的鹽霧腐蝕原理

鹽霧試驗箱的鹽霧腐蝕原理，無論是恒定條件的鹽霧試驗 , 還是后期發(fā)展的循環(huán)腐蝕方法 , 其過程的鹽霧腐蝕機理基本是一致的。當鹽霧的微粒沉降附著在材料的表面上 , 便迅速吸潮溶解成氯化物的水溶液, 在一定的溫濕度條件下 , 這種氯化物水溶液或離解后的氯離子 , 通過漆膜 、 鍍層或其他材料的微孔而滲入到材料體系內(nèi)部, 從而引起材料的老化或金屬的腐蝕 .

一、 腐蝕過程
金屬腐蝕的絕大部分屬于電化學腐蝕, 鹽霧對金屬的腐蝕是以電化學方式進行的, 腐蝕機理基于原電池腐蝕。其腐蝕過程如下:
陽極 : 金屬 ( Me )失去電子而變成金屬陽離子, 并以水化離子的形式進入溶液, 同時把相當?shù)碾娮恿粼诮饘僦?
Me + nH2OMe2+ · nH2O+2e
陰極 : 留在陰極金屬中的剩余電子 , 被氧去極化, 還原并吸收電子, 成為氫氧根離子 :
O2 + nH2O+ 4e4OH-
電解液:氯化鈉離解而生成鈉離子和氯離子,部分氯離子、 金屬離子和氫氧根離子反應成金屬腐蝕物 。
2Me2++ 2Cl-+ 2OH-MeCl2 · Me(OH)2

二、極化與去極化
在鹽霧腐蝕過程中 , 腐蝕反應的速度及能否持續(xù)進行與腐蝕面的極化、去極化過程有直接關系。在陽極, 如果金屬離子進入到溶液里的速度小于電子從陽極遷移到陰極的速度 ; 或進入到溶液中的金屬離子向遠離陽極表面的溶液擴散得緩慢時 , 陽極上就會有過多的帶正電荷金屬離子的積累;或由于某種機制在金屬表面上形成鈍化膜, 陽極過程就會受到了阻礙, 這時就產(chǎn)生了陽極極化現(xiàn)象, 直接降低了腐蝕速度 。
在陰極, 如果由陽極遷移來的電子過多 , 由于某種原因陰極接受電子的物質(zhì)與電子結(jié)合的速度進行得很慢 , 或陰極附近參與反應的物質(zhì)或反應物擴散較慢引起陰極過程受阻, 造成陰極電子堆積, 就產(chǎn)生了陰極極化。例如無氧存在時, 鋼腐蝕在陽極的原始產(chǎn)物是亞鐵離子 , 在陰極形成氫 , 它將引起陰極的極化而停止鐵的進一步溶解。
腐蝕過程中的極化和去極化反應決定了鹽霧的腐蝕速度。為了使腐蝕反應持續(xù)進行 , 在陽極附近所形成的金屬離子需不斷地遷移到電解質(zhì)溶液中 ;而陰極剩余電子需有氧氧化后與水分子結(jié)合成氫氧根離子 。由于陽極的產(chǎn)物大部分為可溶性鹽, 極化現(xiàn)象不明顯 , 所以一般極化反應主要是在陰極 。陰極鹽霧腐蝕過程中zui常見的去極化反應是氫離子和氧分子陰極還原反應 。
鐵 、鋅 、鋁等金屬及其合金在稀的還原酸溶液中的腐蝕 , 其陰極過程主要是氫離子還原反應 ;鋅 、鐵等金屬及其合金在海水 、潮濕大氣 、土壤和中性鹽溶液中的腐蝕 , 其陰極過程主要是氧去極化反應。氧能引起金屬表面陰極去極化過程 , 從而阻止由于腐蝕物的產(chǎn)生而使腐蝕速度下降的趨勢 , 促進陽極腐蝕繼續(xù)進行下去 。

三、循環(huán)腐蝕
循環(huán)鹽霧試驗的腐蝕速度相對于常用的中性鹽霧試驗快。主要原因是試驗循環(huán)一直重復著濕熱 /干燥程序, 特別是在水份蒸發(fā)、鹽沉積的試驗階段 , 樣品干燥的表面鹽溶液濃度較高 , 會導致涂層表面腐蝕速率加快, 除此之外 , 樣品由濕變干過程中 , 由于樣品表面與氧氣接觸充分, 也直接加速了腐蝕反應。