从液滴到锈迹——盐雾环境下的典型腐蚀机理探析

盐雾试验箱内均匀沉降的微小液滴，如何在金属或涂层表面一步步引发可见的腐蚀破坏？这个过程并非简单的“盐水浸泡”，而涉及了一系列物理、化学与电化学步骤的复杂耦合。理解这些典型的腐蚀机理，有助于我们更深刻地解读盐雾测试结果，并从中获取改进产品耐蚀性的关键信息。

一阶段：液膜形成与电解质环境建立

当细小的盐雾颗粒沉降到样品表面后，在一定的相对湿度（箱内接近饱和湿度）和温度下，它们并不会迅速蒸发干涸，而是倾向于聚并，形成一层连续或断续的、非常薄的电解液膜。这层液膜中溶解了氯化钠，提供了高导电性的离子环境（富含Cl⁻和Na⁺），为电化学腐蚀的发生铺平了道路。Cl⁻离子因其体积小、穿透力强，对许多金属的钝化膜具有特别的破坏作用。

第二阶段：电化学腐蚀的启动与进行

在电解液膜覆盖下，金属表面由于材质不均、夹杂物、应力差异或涂层缺陷（如微孔）的存在，会形成无数微小的阳极区和阴极区，构成微电池。

• 阳极反应：通常是金属（M）失去电子，发生氧化溶解：M → Mⁿ⁺ + ne⁻。例如，铁（Fe）氧化为亚铁离子（Fe²⁺）。

• 阴极反应：在阴极区，溶解在液膜中的氧气（O₂）得到电子，发生还原反应，常见的是氧的还原：O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻。
  阳极溶解产生的金属离子（如Fe²⁺）与阴极产生的氢氧根离子（OH⁻）在液膜中迁移、相遇，结合生成不溶性的金属氢氧化物，如Fe(OH)₂，进一步氧化为红褐色的Fe(OH)₃（铁锈的主要成分之一）。

   

  

典型的腐蚀形态

在盐雾环境下，常见的腐蚀破坏形态包括：

1. 均匀腐蚀：整个暴露表面以相对均匀的速率减薄或生成锈层。这通常发生在未加保护的均质金属表面。

2. 点蚀：一种局部性的腐蚀，形成小而深的孔洞。氯化物离子（Cl⁻）容易吸附在金属表面钝化膜的薄弱点（如夹杂物、划痕处），破坏局部钝化，使其成为活性阳极，而周围大面积的钝化区作为阴极，导致阳极电流高度集中，腐蚀迅速向深处发展。点蚀是许多不锈钢和铝合金在含氯环境中需要警惕的失效模式。

3. 丝状腐蚀：常见于有机涂层（如油漆）下方。腐蚀始于涂层的一个缺陷点，然后在涂层与基材的界面间像丝线一样蔓延生长，形成细密的网络状腐蚀纹路。其推动力是涂层下氧浓度差形成的腐蚀电池。

4. 电偶腐蚀：当两种不同电位的金属在电解液中直接接触或通过导体连接时，电位较负的金属（阳极）腐蚀加速，电位较正的金属（阴极）腐蚀减缓甚至得到保护。盐雾测试能清晰地暴露产品中不同金属连接件设计不合理带来的此类风险。

5. 涂层起泡与剥落：对于带涂层的样品，腐蚀可能从涂层缺陷处开始，生成的腐蚀产物体积膨胀，在涂层下方积聚压力，导致涂层局部鼓起（起泡），最终破裂剥落，暴露出基体金属。

盐雾测试中的观察要点

在测试中和测试后，我们观察和记录的正是这些机理的外在表现：

• 腐蚀出现的时间：记录出现白锈（锌、铝等金属的腐蚀产物）、红锈或涂层起泡的小时数。

• 腐蚀的形态与分布：是均匀的，还是点状的、线状的？是否集中在边缘、划痕或不同材料的连接处？

• 腐蚀产物的数量与蔓延程度：根据相关标准（如GB/T 6461）对腐蚀面积百分比进行评级。

通过分析这些现象，我们可以回溯腐蚀发生的起点和路径：是基材本身耐蚀性不足？是涂层厚度不均或存在针孔？是不同金属连接未做绝缘处理？还是结构设计存在积水或缝隙？盐雾试验箱就像一个“腐蚀加速显微镜”，它不仅告诉我们产品“何时”开始腐蚀，更通过腐蚀的形态，暗示了“何处”和“为何”会腐蚀，从而为设计、材料和工艺的改进提供了明确、具体的诊断依据