铜加速乙酸盐雾试验(CASS)技术规范及实施要点
一、概述
铜加速乙酸盐雾试验(Copper-Accelerated Acetic Acid Salt Spray Test,简称CASS)是盐雾试验中加速性最强的方法,属于乙酸盐雾(AASS)的强化版本。其原理是在5%氯化钠溶液中添加乙酸(调节pH至3.1~3.3)和氯化铜(CuCl₂·2H₂O,浓度0.26g/L),通过铜离子的催化作用加速氯离子(Cl⁻)对金属钝化膜的破坏,腐蚀速率约为中性盐雾(NSS)的8倍。该试验适用于快速评估金属镀层(如镀锌、镀铬)、涂层及阳极氧化膜在高污染工业环境(如化工园区、汽车底盘)中的耐蚀性,常用于汽车零部件、航空器材的严苛环境适应性筛选。
二、测试目的
- 快速耐蚀性筛选:在短周期内(24~168小时)识别高耐蚀材料(如镀镍层)与低耐蚀材料(如普通镀锌层)的性能差异。
- 防护工艺验证:确认电镀、喷涂等工艺在加速腐蚀环境下的有效性(如镀层孔隙率控制)。
- 寿命预测参考:通过加速数据推算材料在强腐蚀环境中的短期失效风险(如汽车紧固件在工业区服役1年的腐蚀等效性)。
- 合规验证:满足汽车(PV 1210)、电子(IEC 60068-2-11)等行业对高耐蚀部件的强制要求。
三、检测项目
- 外观检查:按ISO 10289评级锈蚀(白锈/红锈)、起泡、涂层剥落面积占比,重点观察棱边、焊缝等应力集中区。
- 质量变化测定:精密天平测量单位面积失重(基体腐蚀)或增重(盐沉积),计算腐蚀速率(μm/a),公式CR=(W₀-W₁)/(A·t)。
- 镀层/涂层性能:
- 厚度:涡流法(ISO 1460)或磁性法,精度±1μm;
- 孔隙率:贴滤纸法(检测Cl⁻渗透点);
- 附着力:划格法(ISO 2409,≥4B为合格)。
- 功能验证:电子元件测接触电阻(增量≤5mΩ)、绝缘电阻(≥100MΩ);结构件测力学性能衰减(如抗拉强度下降率≤10%)。
- 腐蚀产物分析:SEM-EDS鉴定锈层成分(如ZnCl₂、Fe₃O₄),判断铜离子催化下的腐蚀机理。
四、检测标准
- 核心标准:ISO 9227:2022《人造环境中的腐蚀试验 盐雾试验》(第7章CASS方法)、GB/T 10125-2021(等同采用ISO 9227);
- 补充标准:ASTM G85-11(CASS试验参数)、PV 1210(汽车行业循环腐蚀中CASS阶段);
- 试验条件:温度50±2℃,溶液(5% NaCl+乙酸+0.26g/L CuCl₂·2H₂O,pH 3.1~3.3),喷雾量1~2mL/(h·80cm²)。
五、检测报告
报告需包含:试验依据(标准编号及条款)、条件(温度、溶液成分、暴露时间)、样品信息(材质、镀层类型/厚度)、数据(外观照片、质量变化表、镀层性能参数、成分谱图)、结论(是否符合要求,标注失效模式如“铜离子催化下镀层孔隙腐蚀”)。
六、选择检测机构注意事项
- 资质覆盖:确认机构具备CNAS/CMA认可资质,认可范围包含CASS试验及金属腐蚀检测项目。
- 设备精度:盐雾箱温控±0.5℃、铜离子浓度控制误差≤±5%,配备体视显微镜(50~500倍)、SEM-EDS(成分分析误差≤5%)。
- 技术能力:团队熟悉铜离子催化腐蚀机理,掌握CASS与NSS/AASS的加速差异(如腐蚀产物中铜元素富集特征)。
- 数据可靠性:试验符合ISO/IEC 17025,原始记录含溶液配制台账(CuCl₂纯度≥99%)、设备校准证书、温湿度连续曲线。
注:CASS为加速试验,结果不可直接等同于自然腐蚀周期,需结合产品实际环境(如“工业区”选CASS 48小时)使用,避免过度解读。试验后需用蒸馏水冲洗样品,避免残留铜离子干扰后续分析。