鍍鋅板因具有良好的耐蝕性能、涂裝性能、焊接性能以及外觀性能等多種優(yōu)異特性，被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)[1-2]，特別是汽車行業(yè)，鍍鋅板已成為汽車上使用廣泛的板材之一。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于鍍鋅板在大氣環(huán)境下的研究已有很多。對(duì)鍍鋅板在我國(guó)不同緯度、濕度的城市廣州、武漢、北京進(jìn)行的戶外暴曬研究表明，相對(duì)濕度、SO2濃度、Cl 一濃度是影響鋅腐蝕的主要因素[3-4]。A. K. Neufeld 等[5]研究表明，當(dāng)環(huán)境介質(zhì)中存在 NaCl、SO2、NO2 和 CO2 時(shí)，它們會(huì)溶于水形成酸性溶液，腐蝕鍍鋅板等金屬。鍍鋅板腐蝕時(shí)，先腐蝕表面鋅層，然后腐蝕基體。I Odnevall 等[6]對(duì)鋅的戶外暴曬試驗(yàn)進(jìn)行分析，結(jié)果表明鋅在大氣中的腐蝕產(chǎn)物主要是穩(wěn)定的Zn5Cl2(OH)8·H2O，其層結(jié)構(gòu)由氯離子與水介質(zhì)相互連接。在 SO2 含量較多的惡劣空氣環(huán)境下，將會(huì)有Zn4SO4(OH)6·5H2O 等穩(wěn)定的腐蝕產(chǎn)物生成，其層結(jié)構(gòu)由配位體、結(jié)晶水及硫酸根中氧原子組成的氫鍵連接。寧麗君等[7]研究表明，鍍鋅板在 Cl?存在的情況下，腐蝕將加速進(jìn)行。Johansson 等[8]通過室內(nèi)模擬加速試驗(yàn)方法研究了 O3、NO2 和 CO2 等對(duì) Zn 大氣腐蝕行為的影響，結(jié)果表明，O3 和 NO2 能夠明顯促進(jìn) SO2的氧化，從而加速 Zn 在含 SO2 環(huán)境中的腐蝕，而 CO2在試驗(yàn)前期促進(jìn) Zn 的腐燭，反應(yīng)生成的堿式碳酸鹽能為 Zn 基體提供一定的保護(hù)作用，但并不能阻礙 SO2對(duì) Zn 的腐蝕作用。Qu 等人[9]研究發(fā)現(xiàn)，在 25 ℃和相對(duì)濕度為 80%的條件下，（NH4)2SO4 和 Na2SO4 均能加速鋅的初期大氣腐蝕。

隨著加速腐蝕試驗(yàn)方法的不斷改進(jìn)[10-11]，國(guó)內(nèi)外研究人員發(fā)現(xiàn)單純從干濕交替、降霧、凝露、污染物、污染成分、污染物含量等角度進(jìn)行對(duì)大氣腐蝕的模擬，開展加速試驗(yàn)有些局限，很難取得比較理想的模擬效果。因此，研究者們開始盡可能全面地考慮自然環(huán)境中對(duì)腐蝕有影響的因子，構(gòu)造多種因素共同的作用，盡可能模擬真實(shí)的大氣腐蝕環(huán)境。此外，還對(duì)不同階段的腐蝕環(huán)境分別進(jìn)行模擬，使試樣先后在不同的模擬腐蝕環(huán)境下進(jìn)行腐蝕，這種試驗(yàn)方法簡(jiǎn)稱“環(huán)境譜”模擬[12]。但由于加速腐蝕試驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)暴露試驗(yàn)結(jié)果難以建立良好的數(shù)學(xué)關(guān)系，腐蝕機(jī)理與真實(shí)大氣環(huán)境下也可能具有較大差異，使得室內(nèi)加速腐蝕試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)大氣暴露試驗(yàn)的相關(guān)性研究效果不甚理想。研究表明鋅大氣腐蝕速率通常為碳鋼腐蝕的1/5～1/10，鋅腐蝕嚴(yán)重的環(huán)境主要是工業(yè)大氣和海洋污染大氣。鍍鋅板的腐蝕始于鋅層的腐蝕，但卻與純鋅的腐蝕有不同之處，其腐蝕是由鋅與基體共同決定的。S. Feliu 等[13]通過對(duì)世界上不同區(qū)域的大氣進(jìn)行研究，使用世界范圍內(nèi) 72 個(gè)腐蝕試驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，試圖通過氣象及污染物因素預(yù)測(cè)大氣腐蝕速率，由鋅的腐蝕回歸方程可看出 SO2與 Cl 一是影響鋅大氣腐蝕的主要污染物質(zhì)。大氣中還含有 NO2、NH3 等微量氣體，可能對(duì)鋅及其覆蓋層有一定的腐蝕作用，但對(duì)鋅及其覆蓋層戶外大氣腐蝕的研究沒有顯示出 NO2、NH3 濃度與腐蝕速率具有相關(guān)性。
鍍鋅板已被廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)，因?yàn)槠囀褂玫貐^(qū)不同，所處環(huán)境的溫濕度就不同，空氣中所含有的 NaCl、SO2、NO2、NH3、CO2 等影響鍍鋅板腐蝕的物質(zhì)含量也不相同。因此，鍍鋅板在實(shí)際使用過程中常處于干濕交替、溫度變化、鹽類以及腐蝕氣體介質(zhì)的環(huán)境中。本研究通過鹽霧腐蝕試驗(yàn)、周浸腐蝕試驗(yàn)、高低溫濕熱試驗(yàn)來模擬鍍鋅板在不同使用環(huán)境下的腐蝕，通過電化學(xué)等試驗(yàn)來研究鍍鋅板腐蝕機(jī)理，從而探索減少鍍鋅板腐蝕的方法。

試驗(yàn)材料及方法
本文試驗(yàn)材料選用國(guó)產(chǎn)汽車用鍍鋅板。針對(duì)不同使用環(huán)境，模擬腐蝕試驗(yàn)制定中性鹽霧試驗(yàn)、中性鹽霧+濕熱試驗(yàn)、中性鹽霧+周浸試驗(yàn)三種環(huán)境譜，對(duì)鍍鋅板進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)評(píng)價(jià)。
根據(jù)國(guó)標(biāo) GB/T 10125—1997《人造氣氛腐蝕試驗(yàn) 鹽霧試驗(yàn)》進(jìn)行中性鹽霧試驗(yàn)。采用(50±1) g/L的 NaCl 溶液，溶液 pH 值在中性范圍（6.5～7.2），試驗(yàn)溫度為(35±2) ℃，鹽霧的沉降率在為 1～2mL/(h·80 cm2)。噴霧壓力控制在 70～170 kPa，試樣擺放角度與豎直方向成(20±5)°。
根據(jù)國(guó)標(biāo) GB/T 19746—2005《金屬和合金的腐蝕 鹽溶液周浸試驗(yàn)》進(jìn)行周浸試驗(yàn)。腐蝕溶液為5%NaCl 溶液，加少量稀 H2SO4，pH 為 4～4.5，溫度為(40±2) ℃，相對(duì)濕度為 95%。每個(gè)周期 60min：浸泡時(shí)間 15min，溶液外放置時(shí)間 45 min。采用遠(yuǎn)紅外線等照射烘干。
濕熱試驗(yàn)的相對(duì)濕度為 95%，溫度為(30±2) ℃，試樣在濕熱箱中垂直懸掛。將試樣進(jìn)行鹽霧試驗(yàn) 12h，然后進(jìn)行濕熱試驗(yàn) 12 h，交替循環(huán)。試驗(yàn)時(shí)間為240、480、720、1000 h 時(shí)，分別取出試樣，進(jìn)行清洗、除銹后，觀察腐蝕形貌。

結(jié)論
1）在三種腐蝕環(huán)境下，鍍鋅板的腐蝕產(chǎn)物都以Zn(OH)2、γ-FeOOH、ZnO、Fe2O3 等為主，不同之處是中性鹽霧+濕熱環(huán)境下含有 β-FeOOH，中性鹽霧+周浸環(huán)境下含有 Fe(SO4)2，中性鹽霧環(huán)境下有 ZnCl2。
2）三種環(huán)境下鍍鋅板的腐蝕都存在不均勻現(xiàn)象，鍍鋅板不同位置的腐蝕顯微形貌存在一定差異。同時(shí)，伴隨著腐蝕的進(jìn)行，腐蝕產(chǎn)物增多。由于部分產(chǎn)物比較蓬松，因而存在一定的應(yīng)力，導(dǎo)致試樣出現(xiàn)裂紋。
3）中性鹽霧試驗(yàn)主要的腐蝕作用機(jī)制是通過 Cl－在 Zn 表面的沉降和溶解增強(qiáng)介質(zhì)的導(dǎo)電性能，加劇Zn 的腐蝕。
4）比較鍍鋅板在三種環(huán)境下的腐蝕狀況，中性鹽霧環(huán)境下腐蝕為嚴(yán)重，并且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，Cl－含量增加，腐蝕更加嚴(yán)重。中性鹽霧+周浸環(huán)境下的腐蝕狀況次之，原因是在中性鹽霧+周浸過程中，SO42－與 Cl－的協(xié)同作用使溶液中陰陽離子較多，加劇了腐蝕的進(jìn)展。中性鹽霧+濕熱試驗(yàn)過程中，Cl－的含量相對(duì)較少，且存在被稀釋的過程，沒有 Cl－的穿透，其腐蝕情況為輕微。