乙酸鹽霧(AASS)測試：評估材料耐腐蝕性的加速方法

目的與背景
乙酸鹽霧測試是一種廣泛應用于評估金屬材料及其覆蓋層（如電鍍層、涂層、轉化膜）耐腐蝕性能的加速環境試驗方法。它通過模擬并強化某些嚴酷的腐蝕環境條件，在相對較短的時間內預測材料在含鹽潮濕大氣中的長期耐蝕行為。該測試特別適用于評估裝飾性鍍鉻（如銅-鎳-鉻體系）以及鋁及其合金陽極氧化膜的耐腐蝕能力，是對中性鹽霧測試的補充和強化。

測試原理與特點
乙酸鹽霧測試的核心特點**
乙酸鹽霧測試的核心在于其測試溶液的配制和環境控制：

1. 溶液組成： 使用氯化鈉（NaCl）溶液作為基礎，濃度通常為 (50 ± 5) g/L（相當于5%質量分數）。與中性鹽霧測試的關鍵區別在于，向該溶液中添加冰醋酸，將pH值嚴格調節至 3.1 - 3.3 的酸性范圍。有時會加入少量氯化銅（CuCl?·2H?O）作為腐蝕加速劑（此時稱為CASS測試，但AASS通常指不含銅鹽的乙酸鹽霧）。
2. 霧化與沉降： 配制好的乙酸鹽溶液在特定溫度和壓力下被霧化，形成細密的鹽霧，均勻沉降在暴露于密閉試驗箱內的樣品表面。
3. 環境條件： 試驗箱內溫度通常恒定控制在 (35 ± 2) °C。鹽霧沉降率需滿足特定標準要求（如1.0 - 2.0 mL/80cm²/h）。
4. 加速機制： 較低的pH值（酸性環境）顯著增強了溶液的腐蝕性，使得腐蝕過程比在中性鹽霧環境中更快進行。這有助于在較短的測試周期內（如16小時、24小時、48小時、96小時、240小時等）暴露出材料潛在的腐蝕缺陷或評估其相對耐蝕等級。

測試流程概述
標準的乙酸鹽霧測試通常包含以下關鍵步驟：

1. 樣品準備：

   • 樣品應具有代表性，表面狀態（如清潔度、粗糙度）需符合要求或與實際應用一致。
   • 測試前需對樣品進行徹底清潔，去除油污、指紋、灰塵等污染物，避免影響結果。清潔方法需確保不損傷樣品表面。
   • 根據測試目的和標準，樣品可能需要封邊或使用惰性材料保護非測試區域，確保腐蝕主要發生在需要評估的表面上。
   • 樣品在測試箱內的放置角度至關重要（通常與垂直方向成15°-30°角），以確保鹽霧能自由沉降在主要表面，并防止溶液積聚。

2. 溶液配制與pH控制：

   • 使用符合要求的蒸餾水或去離子水溶解分析純氯化鈉，配制成規定濃度的溶液。
   • 向鹽溶液中加入冰醋酸，使用精密pH計仔細調節pH值至3.1-3.3。此pH值是AASS測試區別于NSS的核心特征，必須嚴格控制并定期監控（通常在收集鹽霧沉降液時測量）。

3. 測試箱設置與運行：

   • 將配制好的乙酸鹽溶液注入儲液槽。
   • 設置并校準試驗箱溫度至(35 ± 2)°C。
   • 調整霧化壓力、塔頂擋板等，確保鹽霧均勻分布且沉降率符合標準要求（如ISO 9227, ASTM B368, GB/T 10125等）。
   • 將準備好的樣品按規定位置和角度放入試驗箱。
   • 啟動測試，開始計時。測試周期根據材料類型、覆蓋層厚度及評價標準確定。

4. 測試期間監控：

   • 定期檢查試驗箱運行狀態（溫度、沉降率、溶液液位、噴嘴是否堵塞）。
   • 定期收集沉降液，測量其pH值和濃度，確保在整個測試期間維持在規定范圍內。pH值超出范圍需及時調整溶液。

5. 測試終止與樣品處理：

   • 達到預定測試時間后，小心取出樣品。
   • 為準確評估腐蝕產物，需在流動冷水下輕柔沖洗樣品表面殘留的鹽分，然后立即用清潔的壓縮空氣吹干或置于干燥器中干燥。避免擦拭，以防去除腐蝕產物或損傷表面。

結果評估與解讀
對測試后樣品的評估是測試的關鍵環節，需依據相關產品標準或雙方協議進行：

1. 外觀檢查： 目視檢查樣品表面腐蝕產物的類型（如白銹、紅銹、點蝕、起泡、開裂、剝落等）、分布、密度和嚴重程度。記錄首次出現腐蝕跡象的時間。
2. 腐蝕評級： 采用標準化的評級體系進行定量或半定量評價。常見方法包括：
   • 保護評級(RP)： 基于基體金屬腐蝕所占總面積的百分比（如ISO 10289, ASTM D610）。評級數字越大，表示保護性能越好（如10級為無基體腐蝕）。
   • 外觀評級(RA)： 綜合考慮試樣外觀的變化（如變色、失光、覆蓋層缺陷等），通常也基于缺陷面積百分比（如ISO 10289, ASTM D1654）。評級數字越大，外觀保持越好。
   • 描述性記錄： 詳細記錄腐蝕形態、位置、程度等，并輔以照片。
3. 性能判定： 將評級結果與產品標準、技術規范或驗收標準中規定的要求進行對比，判斷樣品是否合格或評估其相對耐蝕性能優劣。

應用與局限性

• 應用：

  • 質量控制：用于生產過程中金屬零部件、鍍層、涂層產品的批次檢驗和過程監控。
  • 研發與比較：比較不同材料、不同工藝（如不同鍍層類型、厚度、后處理）、不同供應商產品的耐蝕性差異。
  • 工藝優化：評估表面處理工藝參數（如鈍化、封閉）對耐蝕性的影響。
  • 符合性驗證：驗證產品是否符合特定行業標準或規范對耐鹽霧腐蝕的要求（尤其在汽車、電子、五金、建筑等行業）。

• 局限性：

  • 加速性與相關性： AASS是性與相關性：** AASS是高度加速的測試，其腐蝕機理和形態可能與實際服役環境（如海洋大氣、工業大氣）不完全相同。測試結果主要用于相對比較和篩選，不能直接精確預測材料在不能直接精確預測材料在特定自然環境下的使用壽命。
  • 單一環境因素： 僅模擬了含鹽潮濕酸性環境，未考慮紫外線、干濕交替、溫度循環、污染物等其他重要環境因素的綜合影響。
  • 結果解讀主觀性： 外觀評級在一定程度上依賴于評估人員的經驗和主觀判斷，可能存在差異。應盡量遵循標準評級圖或采用多人評估取平均值。

重要注意事項

• 標準遵循： 必須嚴格依據所采用的標準（如ISO 9227, ASTM B368, GB/T 10125, JIS H 8502等）進行操作，不同標準在細節上（如溶液濃度、pH值范圍、溫度、沉降率、評級方法）可能存在差異。
• 設備維護： 定期清潔試驗箱、更換噴嘴、校準傳感器（溫度、pH計）是保證測試結果準確性和重現性的關鍵。
• 溶液純凈度： 使用高純度的化學試劑和去離子水/蒸餾水配制溶液，避免雜質引入干擾。
• pH值穩定性： 乙酸鹽溶液的pH值在霧化和沉降過程中可能發生變化，必須通過收集沉降液來監控和確保其在整個測試期間維持在3.1-3.3范圍內。
• 結果專業解讀： 測試結果應結合材料特性、預期應用環境、其他相關測試數據以及專業經驗進行綜合分析和解讀，避免孤立地僅憑AASS測試結果做出絕對判斷。

乙酸鹽霧(AASS)測試作為一種重要的加速腐蝕試驗方法，通過創造酸性鹽霧環境，為快速評估金屬材料及表面覆蓋層的耐腐蝕性能提供了有效手段。它在工業生產和研發中扮演著關鍵角色，尤其在裝飾性鍍層和陽極氧化膜的耐蝕性評價方面具有優勢。然而，使用者必須充分理解其加速模擬的本質和局限性，嚴格按照標準規范操作，并結合其他測試方法和實際服役條件，對結果進行專業、審慎的解讀，才能更準確地指導材料選擇、工藝優化和質量控制。