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中級(jí)會(huì)員 | 第2年

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干濕循環(huán) + 鹽霧腐蝕:復(fù)合式試驗(yàn)箱的雙機(jī)制加速腐蝕測(cè)試原理

時(shí)間:2025/6/7閱讀:34
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鹽霧腐蝕機(jī)制
鹽霧腐蝕是一種電化學(xué)腐蝕過(guò)程,復(fù)合式試驗(yàn)箱通過(guò)精確模擬鹽霧環(huán)境來(lái)加速這一過(guò)程。試驗(yàn)箱內(nèi)配備噴霧系統(tǒng),將含有一定濃度氯化鈉的溶液霧化成微小顆粒,均勻散布于箱內(nèi)空間。這些鹽霧顆粒在試件表面沉積,形成一層薄薄的電解質(zhì)溶液膜。

金屬材料在這層電解質(zhì)膜下,由于不同區(qū)域的電極電位差異,形成了眾多微小的腐蝕電池。以常見(jiàn)的鋼鐵材料為例,鐵作為陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),失去電子變成亞鐵離子進(jìn)入溶液(Fe - 2e? = Fe2?);而在陰極區(qū)域,溶液中的溶解氧得到電子發(fā)生還原反應(yīng)(O? + 2H?O + 4e? = 4OH?)。在鹽霧環(huán)境中,氯離子具有很強(qiáng)的活性,它能夠破壞金屬表面的鈍化膜,使金屬持續(xù)暴露在腐蝕性環(huán)境中,加速陽(yáng)極溶解過(guò)程,導(dǎo)致材料腐蝕速率大幅提升。通過(guò)控制鹽霧濃度、噴霧時(shí)間與沉降量等參數(shù),試驗(yàn)箱可精準(zhǔn)模擬不同嚴(yán)苛程度的海洋、工業(yè)鹽霧環(huán)境,高效評(píng)估材料的耐鹽霧腐蝕性能。

鹽霧試驗(yàn)箱4.jpg


干濕循環(huán)加速原理
干濕循環(huán)是復(fù)合式試驗(yàn)箱的另一關(guān)鍵加速機(jī)制。在試驗(yàn)過(guò)程中,試件會(huì)經(jīng)歷周期性的潮濕與干燥交替環(huán)境。當(dāng)處于潮濕階段,試驗(yàn)箱內(nèi)的高濕度環(huán)境使試件表面吸附大量水分,與鹽霧中的鹽分共同作用,增強(qiáng)了電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性,促進(jìn)腐蝕電池的工作,加速腐蝕進(jìn)程。而進(jìn)入干燥階段時(shí),水分逐漸蒸發(fā),鹽分會(huì)在試件表面濃縮結(jié)晶,結(jié)晶過(guò)程產(chǎn)生的應(yīng)力可能破壞材料表面的防護(hù)層,暴露出新鮮金屬界面。同時(shí),殘留鹽分對(duì)后續(xù)潮濕階段的腐蝕具有 “催化" 作用,使新一輪腐蝕從更高的腐蝕電位開(kāi)始,加快腐蝕速度。

此外,干濕循環(huán)還模擬了實(shí)際戶外環(huán)境中材料表面水分的動(dòng)態(tài)變化,如晝夜溫差導(dǎo)致的露水凝結(jié)與蒸發(fā)、雨水干濕交替等情況。這種模擬比單一的潮濕或干燥環(huán)境測(cè)試更貼合材料實(shí)際服役場(chǎng)景,能在較短時(shí)間內(nèi)更全面地揭示材料在復(fù)雜環(huán)境下的耐腐蝕性能變化,幫助研究人員更快發(fā)現(xiàn)材料防護(hù)體系的薄弱環(huán)節(jié),為產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝改進(jìn)提供關(guān)鍵依據(jù) 。




雙機(jī)制協(xié)同作用
在復(fù)合式試驗(yàn)箱中,鹽霧腐蝕與干濕循環(huán)并非孤立作用,而是相互協(xié)同,進(jìn)一步加速材料的腐蝕。在潮濕階段,鹽霧中的氯離子與水分共同營(yíng)造強(qiáng)腐蝕環(huán)境,迅速啟動(dòng)并推進(jìn)腐蝕進(jìn)程;干燥階段則促使鹽分析出、應(yīng)力產(chǎn)生,破壞防護(hù)層,為下一周期鹽霧腐蝕創(chuàng)造更有利的條件。這種循環(huán)往復(fù)的過(guò)程,使得材料表面不斷經(jīng)歷腐蝕 - 破壞 - 再腐蝕的過(guò)程,大大縮短了材料達(dá)到同等腐蝕程度所需的時(shí)間。
例如,對(duì)于涂層材料,鹽霧腐蝕可能首先從涂層缺陷處突破,而干濕循環(huán)造成的涂層膨脹、收縮與鹽分結(jié)晶應(yīng)力,會(huì)加速涂層的起泡、剝落,使腐蝕更快地蔓延至基底材料。通過(guò)巧妙調(diào)控鹽霧腐蝕與干濕循環(huán)的參數(shù)組合,如鹽霧濃度、濕度、干濕時(shí)間比例等,復(fù)合式試驗(yàn)箱能夠模擬從溫和到各類(lèi)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境,為材料與產(chǎn)品在不同場(chǎng)景下的耐腐蝕性能評(píng)估提供可靠、高效的測(cè)試手段 。



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