歐洲卷材塗料協會(hui) 給出腐蝕的定義(yi) :使物質達到其自然的,最低能量狀態的力量。腐蝕是一個(ge) 電化學過程,它使提煉的金屬恢複到其自然的氧化狀態。
在ISO 9223標準中對大氣腐蝕作出了定義(yi) :大氣腐蝕是在金屬表麵形成一層水膜的過程。水膜可能很薄以至於(yu) 肉眼很難看清。
水(相對濕度,與(yu) 水物質的影響),氧(氧化反應),離子
| 離子 | 環境中的來源 |
| Chlorides (Cl-) 氯離子 | 海水 |
| Sulfates (SO42-)硫酸根離子 | 化石燃料,海水 |
| Ammonium (NH4+) 銨離子 | 牲畜,肥料 |
| Nitrogen Oxides (NOx) 氮氧化合物 | 高溫燃燒產物 |
| O3臭氧 | 氮氧化物和有機揮發物在陽光下的反應物 |
海水中廣泛存在氯離子,鈉離子,硫酸鹽和鎂離子,下圖是海水離子的組成。

假設在1kg的海水中,96.5%(965g)是水,3.5%(35g)是鹽。在3.5%的鹽中,占比最大的是氯化物占55%,其次是鈉占30.6%,然後是硫酸鹽占比7.7%,還含有鈣,鉀等一些離子。
● 汽車輕量化的快速發展
● 鋁合金塗層耐腐蝕性能檢測方法行業(ye) 內(nei) 沒有明確要求,為(wei) 汽車腐蝕風險帶來巨大隱患
● 開展實驗室循環腐蝕與(yu) 戶外腐蝕對比試驗,實現:
-適用於(yu) 鋁合金塗層耐腐蝕性能的驗證
-適用於(yu) 開發應用於(yu) 鋁合金基材的塗料及前處理材料性能驗證
-適用於(yu) 鋁合金塗層防腐性能的質量控製
樣板:53種,1200多片
樣板的差異包括:
●底材:內(nei) 板5000係列,外板6000係列,型材
●前處理:矽烷,磷化,鋯化
●電泳:3種
●麵漆:2種
如下圖是汽車塗層體(ti) 係,可以看到包括了前處理,電泳,中塗,色漆,清漆等塗層。

在53種試驗樣板中,選取其中一種進行試驗,如N0.46,樣板寬為(wei) 100mm,長為(wei) 200mm。底材是鋁板,進行磷化前處理,電泳塗層厚度是18um,麵漆是白色的,其中中塗塗層厚度為(wei) 30um,色漆塗層厚度為(wei) 15um,清漆塗層厚度為(wei) 35um。在試驗前對樣板進行劃痕(劃痕應透過塗層達到金屬底材)。

| 試驗方法 | CASS (銅加速乙酸鹽霧) | AASS (乙酸鹽霧) | Filiform方法 (絲狀腐蝕) | CATCH 方法* | 壓力鍋測試 | 鹽水加速 | 道路強化 腐蝕試驗 |
| 參照標準 | GB/T 10125 /ISO 9227 | GB/T 10125 /ISO 9227 | SAE J2635 | T/CSAE 71 | GB/T 5237.4 GB/T 9286 | ASTM D6675 | QC/T 732 |
溶液, pH值 和沉降量 | 氯化鈉50g/L和氯化銅0.26g/L pH= 3.1~3.3/冰乙酸 在80cm21~2mL/h | 氯化鈉50g/L pH= 3.1~3.3/冰乙酸 在80cm21~2mL/h | 同CASS | 1%氯化鈉 pH = 4.0/硫酸 在80cm2(16min/day)>39~79mL/h | GB/T 6682 三級水 | 溶液:5%氯化鈉 PH值:中性 每周兩次 | 溶液:5%氯化鈉 中性 |
| 溫濕度等指標 | 50℃ | 35℃ | 6 hours CASS + 60℃, 85%RH, 風速 6-24 m/min | 25℃, 45%; 50℃, 90%; 50℃, 70%; 35℃, 20% | 試驗壓力: 100kpa ± 10Kpa | - | - |
| 試驗總時間 | 240h | 1980h | 6 h CASS+ 672 h | 2980 h | 1h | 12個月 | 120天 |
其中CASS,AASS,Filiform,CATCH方法是實驗室腐蝕試驗方法。壓力鍋測試是在腐蝕測試之前進行的,測試塗層的附著力,如果塗層附著力不好,腐蝕很快就達到了底材,此時沒必要進行下一步的腐蝕試驗。
鹽水加速和道路強化腐蝕試驗是2種戶外腐蝕試驗方法。
CATCH腐蝕試驗方法是Q-LAB開發的,是一種相對濕度控製的實驗室加速腐蝕測試方法,采用的是鹽霧噴淋方法,具體(ti) 試驗方法如下:
| 試驗步驟 | 循環 | 箱體內溫度 (℃) | 相對濕度 (%) | 每步驟時間 (hh:mm) | 步驟間 轉換 | 轉換時間 (hh:mm) |
| 第1步 | 噴淋 | 25 | 0:04 | |||
| 第2步 | 相對濕度 | 25 | 45 | 1:56 | 線性 | 1:26 |
| 第3步 | 重複第1步至第2步4次 | |||||
| 第4步 | 相對濕度 | 50 | 90 | 2:00 | 線性 | 1:00 |
| 第5步 | 相對濕度 | 50 | 70 | 2:00 | 線性 | 1:00 |
| 第6步 | 重複第4步至第5步3次 | |||||
| 第7步 | 相對濕度 | 50 | 90 | 2:00 | 線性 | 1:00 |
| 第8步 | 相對濕度 | 35 | 20 | 2:00 | 線性 | 1:30 |
注:鹽溶液為(wei) 1 %氯化鈉溶液,用0.5 mol/L的硫酸調整溶液的pH值為(wei) 4.0,在第1步到第3步中的16分鍾噴淋時間內(nei) ,平均鹽霧沉降率在80 cm2的水平麵積為(wei) 39 mL~79 mL。
使用Q-FOG循環腐蝕鹽霧箱CRH進行CATCH腐蝕試驗
Q-FOG CRH型鹽霧箱適用於(yu) 腐蝕研究和帶有相對濕度控製的汽車循環腐蝕試驗,符合絕大多數汽車腐蝕測試標準。

Q-FOG循環腐蝕鹽霧箱CRH具有噴淋功能,大容量噴淋比傳(chuan) 統噴霧能更快使試樣濕潤,可控製噴淋量以調節腐蝕速率。

噴嘴沿扇形弧線安裝,以提供均勻的噴淋覆蓋。

結果
在對樣板進行CATCH腐蝕試驗2980h小時後,試驗樣板在劃痕處出現了塗層樣板在劃痕處出現了絲(si) 狀腐蝕,形成了一些網狀腐蝕情況。

鹽水戶外加速腐蝕試驗每周用鹽溶液(5%氯化鈉)噴霧2次,符合ASTM D6675,ISO 11474。

把樣板貼在車身上進行120天的道路強化腐蝕試驗。如圖司塗層樣板道路強化腐蝕試驗結果,如圖可以看到劃痕處發生腐蝕。

| 腐蝕形貌 | 描述 | 腐蝕長度及腐蝕寬度 |
| A | 單根絲狀腐蝕 | 腐蝕寬度較小 |
| B | 多根絲狀腐蝕,形成網狀,從劃線處向外擴散 | 測量平均腐蝕長度和腐蝕寬度 |
| C | 從劃線處長出單個或多個泡狀腐蝕 | 腐蝕長度和腐蝕寬度相當 |
| D | 其它形式的腐蝕,可能是以上三種形式腐蝕的組合 |

● 部分樣板在海南進行了道路強化腐蝕試驗
– 120個(ge) 周期
– 與(yu) 實驗室加速腐蝕試驗方法進行比較
●部分樣板在海南進行了鹽水加速戶外腐蝕試驗,及壓力鍋測試
– 鹽水加速試驗12個(ge) 月
– 壓力鍋測試1 h
– 與(yu) 實驗室加速腐蝕試驗方法進行比較

從(cong) 上表中可以看出,壓力鍋測試和鹽水加速腐蝕的相關(guan) 性很好。
相關(guan) 性介紹
● 戶外測試和實驗室加速測試,把樣品從(cong) 好到差進行排序
●使用Spearman相關(guan) 係數計算實驗室和戶外曝曬之間的相關(guan) 性rs=1-6∑di2 /[n(n2-1)]
●相關(guan) 係數最大為(wei) 1,相關(guan) 係數為(wei) 0表示兩(liang) 者不相關(guan)
過程
第一步:對於(yu) 鹽水加速腐蝕試驗的樣板按照腐蝕程度進行排序
第二步:對於(yu) CATCH腐蝕試驗的樣板按照腐蝕程度進行排序
第三步:計算鹽水加速試驗排序和CATCH排序的差di,di2
第四步:根據相關(guan) 性係數公式進行計算,得出兩(liang) 種方法的相關(guan) 係數0.98,說明這2種方法有非常高的相關(guan) 性

相關(guan) 性分析
| 相關係數 | AASS | CASS | Filiform | CATCH |
| 道路強化腐蝕 | 0.54 | 0.67 | 0.74 | 0.95 |
| 鹽水加速腐蝕 | 0.90 | 0.94 | 0.43 | 0.95 |
通過計算得出道路強化腐蝕和鹽水加速腐蝕與(yu) 其他實驗室加速腐蝕試驗方法的相關(guan) 係數,可以看出道路強化腐蝕試驗和CATCH腐蝕試驗有很好的相關(guan) 性,鹽水加速腐蝕試驗和CATCH腐蝕試驗有很好的相關(guan) 性。
鹽水加速戶外腐蝕 VS CASS腐蝕試驗形貌對比

對比樣板41,46,44的腐蝕形貌,可以看出,進行了240個(ge) 小時的CASS腐蝕試驗後,樣板腐蝕形貌都是泡狀腐蝕。進行戶外12個(ge) 月鹽水加速腐蝕試驗後,樣板41和46形成了B型的多根絲(si) 狀腐蝕形貌,樣板44則形成了泡狀腐蝕。
鹽水加速戶外腐蝕VS AASS腐蝕試驗形貌對比

進行1980小時的AASS腐蝕試驗,樣板都出現了泡狀腐蝕,進行12個(ge) 月鹽水加速腐蝕試驗後,樣板41和46形成了B型多根絲(si) 狀腐蝕形貌,樣板44則形成了泡狀腐蝕。
鹽水加速戶外腐蝕形貌和Filiform腐蝕試驗形貌對比

鹽水加速戶外腐蝕試驗和Filiform腐蝕試驗形貌相似
鹽水加速戶外腐蝕形貌和CATCH腐蝕試驗形貌對比

CATCH腐蝕試驗和鹽水加速戶外腐蝕的形貌相似。
●從(cong) CATCH和鹽水加速戶外腐蝕試驗,道路強化腐蝕試驗來看,鋁塗層的腐蝕總體(ti) 比鋼的腐蝕好很多。
●塗裝鋁板的腐蝕特性和電泳,表麵處理,板材種類關(guan) 係密切,和麵漆種類關(guan) 係不大。
●車身塗層鋁板,腐蝕試驗停止後,需要盡快評估。
●鋁的腐蝕和鋼的腐蝕形貌,相差比較大。評估方式,采用腐蝕麵積法。
●壓力鍋附著力試驗,建議使用,可以縮短研發周期
●不同腐蝕方法的典型腐蝕形貌有差異
●CATCH 方法和試驗設計相符
●CATCH 方法和鹽水加速腐蝕形貌相當,相關(guan) 性較好
●CATCH 方法和道路強化腐蝕試驗相關(guan) 性也很好
●CATCH方法與(yu) 鹽水加速戶外腐蝕試驗,道路強化腐蝕試驗的相關(guan) 性都很好,不過CATCH方法腐蝕加速不夠,腐蝕較慢:
– CATCH 2980h (~ 4個(ge) 月)
– 鹽水加速12個(ge) 月
– 道路強化腐蝕240天 (8個(ge) 月) – 注:推測數據
●第二輪比對試驗通過降低CATCH方法鹽溶液的pH值, 看是否會(hui) 提高腐蝕速率
過程
第一輪CATCH腐蝕試驗中,ph值為(wei) 4.0,在第二輪CATCH腐蝕試驗中,降低ph為(wei) 3.0,計算腐蝕麵積。
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●CATCH測試方法,pH值3.0測試600h與(yu) pH值4.0測試1728h比較:
– 腐蝕麵積相當
– 相關(guan) 係數為(wei) 0.87 (表明相關(guan) 性很好)
●降低鹽溶液的pH值,可提高CATCH測試方法的腐蝕速率
●CATCH測試方法與(yu) 鹽水加速戶外腐蝕試驗的樣板的腐蝕麵貌類似,兩(liang) 者的相關(guan) 性也很好
●CATCH測試方法與(yu) 道路強化腐蝕試驗的相關(guan) 性也很好
●降低鹽溶液的pH值,可提高CATCH測試方法的腐蝕速率
●推薦CATCH測試方法 (pH = 3.0)寫(xie) 入最終的SAE標準文本中
此次對汽車車身鋁合金板材複合塗層加速腐蝕試驗方法的研究,CATCH腐蝕試驗方法可以很好的模擬戶外腐蝕情況,Q-FOG CRH鹽霧腐蝕試驗箱可以很好的支持CATCH腐蝕測試,對汽車鋁合金板材複合塗層加速腐蝕研究發揮重要作用。188博金宝下载官网是美國Q-LAB中國指定代理商,40年專(zhuan) 業(ye) 道理美國Q-LAB係列產(chan) 品如紫外老化箱,氙燈老化箱,循環腐蝕鹽霧箱Q-FOG等,歡迎致電【13202947058】谘詢。