耐腐蚀性测试中样品放置位置对盐雾分布的影响

盐雾测试是评估材料耐腐蚀性的核心方法之一，其结果的可靠性高度依赖盐雾环境的均匀性。然而，样品放置位置的细微调整——哪怕是几厘米的距离、几度的角度变化——都可能让盐雾在样品表面的分布产生天壤之别，进而导致腐蚀结果出现偏差。本文结合ISO 9227、ASTM B117等标准要求与实验室实际测试数据，拆解样品放置位置（包括与喷雾方向的相对位置、倾斜角度、间距、高度等）对盐雾分布的具体影响，为优化测试方案提供可操作的参考。

样品与喷雾方向的相对位置对盐雾覆盖的影响

盐雾试验箱的喷雾嘴通常位于顶部或侧面，喷出的盐雾以“锥形”或“扇形”扩散。若样品直接正对喷雾嘴，盐雾会以较高速度冲击样品表面，导致局部液滴快速聚集、形成积液——这种“直接喷射”会让样品中心区域的盐浓度远超边缘，腐蚀速率差异可达数倍。例如某304不锈钢样品正对顶部喷雾嘴放置，24小时后中心腐蚀坑深度达0.1mm，而边缘仅0.02mm。

标准通常建议样品与喷雾方向成30-45度角放置（如ASTM B117的“非正对原则”），此时盐雾会以“扫过”的方式覆盖样品表面，液滴附着更均匀。某实验室测试显示，将样品从“正对”调整为45度角后，表面盐雾浓度的标准差从0.4降低至0.1，腐蚀均匀性显著提升。

需注意的是，若样品为不规则形状（如管材、异形件），还需调整方向确保“隐蔽面”（如管材内表面）能接触盐雾。比如测试镀锌钢管时，将其轴向与喷雾方向成45度倾斜，可让盐雾沿管内螺旋流动，内表面盐雾覆盖度从50%提升至90%。

样品倾斜角度对盐雾附着与分布的影响

垂直放置是样品常见的“偷懒”方式，但这种方式会导致盐雾液滴快速滑落——液滴在表面的停留时间仅为1-2秒，附着量通常不足1g/m²·h。而按照标准要求（如ISO 9227规定的15-30度倾斜），液滴停留时间可延长至5-10秒，附着量能提升50%-100%。

某镀锌钢板的测试数据印证了这一点：垂直放置时，表面盐雾附着量为1.2g/m²·h，分布标准差0.3；倾斜30度后，附着量增至2.1g/m²·h，标准差降至0.1。更关键的是，倾斜能避免“液滴流淌”带来的浓度差——垂直放置的样品底部会因液滴聚集，盐浓度比顶部高2-3倍，而倾斜后这种差异可缩小至10%以内。

对曲面或有凹槽的样品，倾斜角度需进一步调整。比如测试带凹槽的铝合金压铸件时，将样品倾斜至20度，可让凹槽内的盐雾液缓慢流动，避免因“积液”导致的局部过度腐蚀——某样品调整前凹槽内腐蚀深度达0.2mm，调整后仅0.05mm。

样品间距对盐雾流通与分布的影响

样品间距过小是导致盐雾分布不均的“重灾区”。若样品紧密排列（间距<10mm），前面的样品会遮挡后面的样品，形成“阴影区”——这些区域的盐雾浓度可能仅为边缘的30%-50%。例如某铝合金样品以5mm间距排列，中间样品的盐雾附着量仅为边缘的40%，腐蚀速率相差3倍。

标准通常要求样品间距≥20mm（如ASTM B117），且不接触其他样品或箱壁。这一间距能保证盐雾在样品间自由流通，避免“遮挡效应”。某实验室将样品间距从5mm增至25mm后，各样品的盐浓度差异从60%缩小至10%以内，腐蚀结果的重复性（RSD）从15%降至3%。

需特别注意“叠放”问题：若将样品上下叠放，中间层的盐雾几乎无法到达——某镀锌板叠放3层，中层的盐雾覆盖度仅10%，完全失去测试意义。因此，样品需“单层平铺”，确保每一面都暴露在盐雾中。

样品在试验箱内的高度位置对盐雾浓度的影响

盐雾试验箱内的盐浓度分布并非均匀：底部因冷凝水聚集，盐雾会被“稀释”，浓度较低；顶部因喷雾刚喷出，盐雾颗粒较大、浓度较高；中间区域（离底部100-300mm）的盐浓度最稳定——这也是标准推荐的样品放置高度（如ISO 9227的“150mm±50mm”）。

若样品放置过低（<100mm），可能接触箱底的积液——这些积液是盐雾冷凝后形成的，盐浓度通常比喷雾高2-3倍，会导致样品局部腐蚀加重。比如某铜合金样品放在箱底50mm处，表面因接触积液出现直径2mm的点蚀，而放在200mm处则无此问题。

若样品放置过高（>300mm，尤其是接近喷雾嘴的位置），会受到“直接喷射”——盐雾以较高速度冲击样品，导致局部液滴聚集、盐浓度超标。某316不锈钢样品放在顶部400mm处，24小时后表面出现明显的“水痕”，腐蚀深度比中间区域高0.05mm。

样品与箱壁的距离对盐雾环境稳定性的影响

试验箱壁的温度通常比箱内低2-5℃（因箱壁直接接触外界空气），这种温度差会导致盐雾在箱壁冷凝，形成“滴液”。若样品离箱壁过近（<50mm），这些冷凝水会滴落到样品表面，稀释或浓缩局部盐浓度——比如箱壁冷凝水的盐浓度通常比喷雾低10%-20%，滴落到样品上会降低局部腐蚀速率；若冷凝水在箱壁停留时间过长，盐分会析出，滴落到样品上则会增加局部浓度。

某镀铬样品离箱壁20mm放置，24小时后箱壁滴液区域的腐蚀深度比其他区域低0.03mm（因浓度被稀释）；而另一批样品离箱壁10mm，箱壁析出的盐分导致局部腐蚀深度高0.05mm。标准要求样品与箱壁间距≥50mm（如ASTM B117），此时箱壁冷凝水的影响可忽略——某实验室测试显示，间距50mm以上时，样品表面盐浓度的差异≤5%。

不同材质样品混放对盐雾分布的间接影响

若同一试验箱内混放不同材质的样品（如钢、铝、塑料），材质差异会间接影响盐雾分布。

首先，不同材质的腐蚀产物会改变盐雾成分：比如铝的腐蚀产物是氧化铝，会溶解在盐雾中使pH值降低（从6.5降至5.8），进而加速钢的腐蚀——某钢铝混放测试中，钢的腐蚀速率从0.005mm/年增至0.012mm/年。

其次，不同材质的表面张力不同，盐雾液滴的附着情况也不同：塑料样品表面张力低（约30mN/m），液滴容易滑落，附着量仅为金属的50%；而金属样品表面张力高（约70mN/m），液滴停留时间长。混放时，塑料样品附近的盐雾会因“液滴滑落”而向金属样品聚集，导致金属样品的盐浓度偏高。

因此，标准通常建议“同材质样品同箱测试”（如ISO 9227的“相似材料原则”），若需混放，需确保样品间距足够大（≥30mm），并记录材质类型以便后续数据修正。

放置方式对盐雾冷凝与再分布的影响

盐雾在样品表面冷凝后会形成液膜，液膜的流动会导致盐雾“再分布”。垂直放置的样品，液膜会沿重力方向向下流，导致底部盐浓度比顶部高2-3倍——某镀锌板垂直放置，底部腐蚀坑深度是顶部的3倍。

倾斜放置的样品，液膜流动速度慢，分布更均匀——30度倾斜时，液膜流动速度仅为垂直的1/5，盐浓度差缩小至10%以内。若样品有凹凸结构（如凹槽、凸起），凹槽内会聚集液膜，导致局部盐浓度偏高——某铝合金压铸件的凹槽内，盐浓度是平面的2倍，腐蚀速率高1.5倍。

因此，测试异形样品时，需调整放置方式让“高风险区域”（如凹槽）能自然排出液膜——比如将凹槽朝向下方倾斜，让液膜沿凹槽流出，避免聚集。某实验室将带凹槽的样品调整为“凹槽向下45度”，凹槽内的盐浓度差从100%缩小至20%。