铝合金广泛应用于航空、汽车、建筑等领域，其耐蚀性直接影响产品寿命与安全。盐雾试验是模拟潮湿含盐大气环境的加速腐蚀试验，是评估铝合金耐蚀性的核心方法，而盐雾溶液的pH值是调控腐蚀速率的关键变量。深入研究不同pH值盐雾对铝合金腐蚀速率的影响，对材料选型、防护设计及环境适应性评估具有重要工程意义。

盐雾试验与铝合金腐蚀的基础关联

盐雾试验通过喷雾将盐溶液分散为微小液滴，模拟实际环境中潮湿、含盐的大气条件，是一种加速腐蚀试验方法。试验的核心考核因素包括氯离子浓度、温度（通常35℃）、湿度（≥95%）及pH值，其中氯离子是破坏铝合金钝化膜的主要介质，而pH值则通过改变溶液的酸碱性，直接影响腐蚀反应的速率与类型。铝合金凭借轻量化、高强度优势，广泛用于飞机蒙皮、汽车轮毂等需要耐蚀的场景，因此盐雾试验的结果直接指导材料在复杂环境中的应用可行性。

在中性盐雾（pH6.5-7.2）中，腐蚀主要由氯离子吸附于钝化膜缺陷处、取代氧离子形成可溶性AlCl3引发，表现为点蚀；而酸性或碱性盐雾则会通过不同机制强化腐蚀，因此pH值是盐雾试验中“隐藏但关键”的变量。

铝合金腐蚀的电化学机制解析

铝合金表面会自然形成一层薄而致密的钝化膜（Al2O3·nH2O），厚度约2-10nm，能有效阻挡腐蚀介质侵入。当盐雾中的氯离子（Cl-）接触钝化膜时，会优先吸附在膜的缺陷（如划痕、晶界）处，与膜中的氧离子（O2-）发生置换反应：Al2O3 + 6Cl- + 3H2O → 2AlCl3 + 6OH-，导致钝化膜局部破坏，形成“点蚀核”。

腐蚀的本质是电化学过程，分为阳极反应（铝基体失去电子：Al → Al³+ + 3e-）和阴极反应（中性条件下为氧还原：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-；酸性条件下为析氢：2H+ + 2e- → H2↑；碱性条件下为水还原：2H2O + 2e- → H2↑ + 2OH-）。pH值通过改变阴阳极反应的活化能与反应物浓度，直接调控整体腐蚀速率——酸性条件下H+浓度高，阴极析氢反应加速；碱性条件下OH-浓度高，阳极铝溶解反应强化。

pH值对盐雾溶液理化性质的调控作用

pH值是溶液中氢离子浓度（[H+]）的负对数（pH=-lg[H+]），直接决定盐雾的酸碱性。对于5%NaCl盐雾溶液（工业标准浓度），pH值的变化会显著改变其理化性质：

酸性盐雾（pH<6.5，如醋酸调节至pH3.1-3.3）：[H+]升高，会与钝化膜发生酸溶反应：Al2O3 + 6H+ → 2Al³+ + 3H2O，直接破坏钝化膜的完整性，使铝基体暴露于腐蚀介质中；同时，H+作为阴极反应的反应物，会加速析氢过程，进一步提升腐蚀速率。

碱性盐雾（pH>7.2，如氨水调节至pH8-9）：[OH-]升高，会与铝基体发生化学反应：2Al + 2OH- + 2H2O → 2AlO2- + 3H2↑，生成可溶性铝酸盐，导致基体均匀溶解；若铝合金含铜、镁等合金元素，碱性环境会强化晶间腐蚀（合金相电位与基体差异形成微电池）。

中性盐雾（pH6.5-7.2）：[H+]与[OH-]浓度相当，腐蚀主要由氯离子破坏钝化膜引发，反应速率相对温和。

不同pH值盐雾下铝合金的腐蚀行为差异

中性盐雾（pH6.5-7.2）：是最常用的试验条件，铝合金腐蚀以点蚀为主，蚀坑细小、分布均匀，腐蚀速率中等（如6061铝合金100小时失重约0.1-0.2g/m²）。钝化膜破坏后，氯离子持续向基体渗透，点蚀逐渐扩大，但通常不会导致严重的结构破坏。

酸性盐雾（pH<6.5，如醋酸盐雾）：腐蚀速率显著提升，是中性盐雾的2-3倍（6061铝合金100小时失重可达0.3-0.5g/m²）。酸性环境加速钝化膜溶解，点蚀发展为深大蚀坑，甚至出现局部穿孔；腐蚀产物以AlCl3、Al(OH)3为主，易脱落，暴露更多基体继续腐蚀。

碱性盐雾（pH>7.2，如氨水溶液）：腐蚀类型以均匀腐蚀为主，但对含铜合金（如7075铝合金，含铜2.1-2.9%）的破坏更致命——晶界处的CuAl2相作为阴极，基体作为阳极，引发晶间腐蚀，导致材料力学性能（如抗拉强度）下降50%以上。尽管腐蚀速率低于酸性盐雾，但对结构安全性的影响更显著。

铝合金腐蚀速率的量化评估方法

重量法是最经典的评估手段：试验前将试样打磨至镜面、乙醇超声清洗、干燥称重；试验后用磷酸-铬酸溶液（温和去除腐蚀产物）再次称重，计算失重率：腐蚀速率（g/m²·h）=（初始重量-最终重量）/（面积×时间）。该方法直观、易操作，但需注意腐蚀产物去除的温和性，避免过度腐蚀基体。

电化学方法可实时监测腐蚀过程：极化曲线通过电位扫描测量腐蚀电流密度（Icorr），Icorr越大，腐蚀速率越快；电化学阻抗谱（EIS）通过分析不同频率下的阻抗值（Rct，电荷转移电阻），Rct越大，钝化膜越完整，耐蚀性越好。例如，酸性盐雾中铝合金的Rct仅为中性盐雾的1/3，说明腐蚀更剧烈。

表面分析方法辅助判断腐蚀类型：扫描电子显微镜（SEM）观察蚀坑形貌与晶间裂纹；能谱分析（EDS）检测腐蚀产物中的Cl、Cu等元素，确定腐蚀介质的作用；X射线光电子能谱（XPS）分析钝化膜的化学状态（如Al2O3是否转化为AlCl3），深入解析腐蚀机制。

试验过程中pH值控制的关键要点

溶液配制需精准：用去离子水配制5%NaCl溶液（质量分数），用醋酸（酸性）或氨水（碱性）调节pH值，使用精度±0.1的精密pH计测量；为保持pH稳定，可添加缓冲溶液（如醋酸-醋酸钠缓冲对调节酸性，氨水-氯化铵缓冲对调节碱性），避免试验中因溶液蒸发或反应导致pH漂移。

试验条件需一致：温度控制在35℃±2℃（温度升高会加速腐蚀反应），湿度保持≥95%（确保盐雾液滴在试样表面持续湿润）；喷雾量控制在1-2mL/80cm²·h，避免液滴过大导致溶液流淌，影响试样表面的pH分布。

试样预处理需规范：试样表面用1200#砂纸打磨至镜面，去除氧化膜与油污，乙醇超声清洗后干燥；悬挂时保持垂直或倾斜15-30度，避免盐雾液滴堆积，确保试样表面与盐雾均匀接触。