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【可靠性专题五】产品设计研发验证手段-盐雾试验原理及标准介绍
盐雾实验一般被称为盐雾试验，是一种主要利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验。盐雾试验结果也是对产品质量的判定，是正确衡量产品或金属抗盐雾腐蚀质量的关键依据。
一、盐雾试验基础
1. 盐雾试验原理
盐雾实验的主要目的是考核产品或金属材料的耐盐雾腐蚀性能。
对于机械产品而言：盐雾中的氯化钠在一定条件下会分解为Na+离子和Cl－离子，与金属材料发生化学反应生成强酸性的金属盐，其中的金属离子与氧气接触后又还原生成较稳定的金属氧化物，使金属或涂层腐蚀生锈、起泡，从而出现构件/紧固件腐蚀损坏，机械部组件的活动部位阻塞引起动部件卡死或失灵，微细导线/印刷线路板开路或短路，元件腿断裂等情形。
对于电子产品而言：盐溶液的导电性会使绝缘体表面电阻和体积电阻大大降低，其盐雾腐蚀物与盐溶液的干燥结晶（盐粒）间的电阻会比原金属高，会增加该部位电阻和压降，影响触电动作，从而影响产品的电性能。
2.盐雾试验产品范围： (1) 计算机类：电脑、显示屏、主机、电脑元器件、医疗设备等精密仪器等； (2) 电子通信类：手机、射频器、电子通信元器件等； (3) 电器类：家电、灯具、变电器等各类家电电器设备； (4) 其他：包装箱、运输设备等。
3. 盐雾试验分类：
根据PH值，温度，湿度对盐雾的影响，在GB/T10125-1997 中规定了中性盐雾试验(NSS)、乙酸盐雾试验(AASS)和铜加速乙酸盐雾试验(CASS)3种方法，此外还有交变盐雾试验。盐雾试验可分为二大类，一类为天然环境暴露试验，另一类为人工加速模拟盐雾环境试验。其中人工加速模拟盐雾环境由标准的盐雾实验机进行，一般买了盐雾试验机里面就有试验的方法和步骤。测试标准可参考GB/T2423。
▲ 四种盐雾试验的对比列表
（1) 中性盐雾试验
中性盐雾试验（NSS试验）是出现最早目前应用领域最广的一种加速腐蚀试验方法。它采用5%的氯化钠盐水溶液，溶液PH值调在中性范围（6～7）作为喷雾用的溶液。试验温度均取35℃，要求盐雾的沉降率在1～2ml/80cm2.h之间。
(2) 醋酸盐雾试验
醋酸盐雾试验（ASS试验）是在中性盐雾试验的基础上发展起来的。它是在5%氯化钠溶液中加入一些冰醋酸，使溶液的PH值降为3左右，溶液变成酸性，最后形成的盐雾也由中性盐雾变成酸性。它的腐蚀速度要比NSS试验快3倍左右。
(3) 铜盐加速醋酸盐雾试验
铜盐加速醋酸盐雾试验（CASS试验）是国外新近发展起来的一种快速盐雾腐蚀试验，试验温度为50℃，盐溶液中加入少量铜盐—氯化铜，强烈诱发腐蚀。它的腐蚀速度大约是NSS试验的8倍。
(4) 交变盐雾试验
交变盐雾试验是一种综合盐雾试验，它实际上是中性盐雾试验加恒定湿热试验。它主要用于空腔型的整机产品，通过潮态环境的渗透，使盐雾腐蚀不但在产品表面产生，也在产品内部产生。它是将产品在盐雾和湿热两种环境条件下交替转换，最后考核整机产品的电性能和机械性能有无变化。
二、盐雾试验标准
关于盐雾试验的标准很多，比较常用的有GB/T 2423.17，IEC60068-2-11,ISO 4628.3, ASTM B117, JIS-Z2371, JIS-G3141, GJB150.1, MIL-STD-810F, MIL-STD-883E等。相关标准的内容对比如图。
▲ 相关标准的内容对比
典型试验条件
中性盐雾： GJB 150.11A-2009： 温度：（35±2）℃,氯化钠盐溶液浓度（5±1）%，pH值：6.5～7.2，盐雾沉降率1～3（mL/80cm²•h； 喷雾方式间歇喷雾：连续喷雾24h→干燥24h交替进行，每个循环48h，至少进行2个循环；干燥期间，温度保持在15℃～35℃，相对湿度≤50%。
复合盐雾： GB/T 2423.18 
三、盐雾试验过程 不同标准规定的试验过程略有差异，本文以GJB 150.11A-2009《军用装备实验室环境试验方法 第11部分：盐雾试验》为例，说明盐雾试验的试验过程，具体包括：
(1) 试件预处理：应对受污染的试件表面进行预处理，以确保时间表面没有污染物如油、脂或污物（灰尘）等，对试件的预处理应尽可能少； (2) 初始检测：试验前所有试件均应在标准大气条件下进行检测，检测以目视检测为主，必要时按相关标准进行电气和机械性能检测，以取得基线数据，记录检查结果； (3) 试验步骤：① 调节试验箱温度35°C，在喷雾前试件保持该条件下至少2h；②喷雾24h（或文件规定其他时间）；③ 在标准大气条件下温度（15°C∽35°C）和相对湿度不高于50%的条件下干燥试件24h（或文件规定其他时间）；④ 重复以上盐雾和干燥程序一次，完成2个循环； (4) 恢复：在标准大气条件下用流动水轻柔冲洗试件； (5) 最终检测：对试件进行目视检查，必要时进行物理和电气性能检测，记录试验结果； (6) 结果分析：从物理、电气、腐蚀三个方面进行试验结果分析。
四、盐雾影响因素
样品放置注意事项 
试样放在盐雾箱内使被试面朝上，让盐雾自由沉降在被试面上，被试面不能受到盐雾直接喷射。
- 试样被试表面要与垂直方向成30度。
- 试样可以放置在箱内不同水平面上, 但相互之间不得接触，也不得与箱体接触，试样上的液滴不得落在其他试样上。
- 试样支架用玻璃,塑料等材料制造，悬挂试样的材料不能用金属，而应用纤维等绝缘材料。
盐雾试验所用的水和盐 按照标准法规，盐雾试验所用的水必须是去离子水或者蒸馏水，所用的盐的纯度必须是纯度为99.5%的GR级优级纯氯化钠，很多实验室一般用的是分析纯氯化钠，这个也是启威测实验室在CNAS评审时候老师特别强调的。 
水的pH值越低，溶液中氢离子浓度越高，酸性越强腐蚀性也越强。中性盐雾试验(NSS) pH值为6.5~7.2。由于受到环境因素的影响，盐溶液的pH值会发生变化。
为此国内外的盐雾试验标准对盐溶液的pH值范围都作了规定，并提出稳定试验过程中盐溶液pH值的办法，以提高盐雾试验结果的重现性。
喷雾量和喷雾方式 按照GB/T2423.17 Ka 要求，喷雾液量以整个小时计算, 在采集容器上, 应每小时平均可收集1.0～2.0ml盐水溶液。喷雾液至少应连续收集16小时, 以其平均值表示喷雾量；喷雾量（盐雾沉降量） 在工作空间任意位置，用面积为80cm2的漏斗收集连续雾化16h的盐雾沉降量，平均每小时应收集到1.0～2.0mL的溶液；
盐雾颗粒越细，所形成的表面积越大，被吸附的氧量越多，腐蚀性也越强。传统的喷雾方法包括气压喷射法和喷塔法，最明显的缺点是盐雾沉降量均匀性较差，盐雾颗粒直径较大。不同的喷雾方法对盐溶液的pH值也会产生影响。
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腐蚀试验 | 中性盐雾（NSS）、醋酸盐雾（ASS）、铜加速醋酸盐雾（CASS）、交变盐雾（NSS+湿热）。
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