化学环境试验是评估材料在腐蚀、湿热、盐雾等恶劣环境下性能稳定性的关键手段，而样品挂样方式作为试验设计中的细节，直接影响样品接收环境作用的一致性（即均匀性）。若挂样不当，可能导致样品局部过度暴露或遮挡，使试验结果偏离实际，无法准确反映材料的耐环境性能。

化学环境试验均匀性的核心定义与影响要素

化学环境试验的均匀性，指的是同一批次样品在试验过程中，每个样品的表面或关键部位所接触的试验介质（如盐雾、二氧化硫、湿热空气）浓度、温度、湿度等参数的一致性。均匀性是试验结果准确性的基础——若均匀性差，即使材料本身性能一致，试验后也会出现“同一批次样品腐蚀速率差异大”的问题。

影响均匀性的要素主要有三类：

一、试验舱内的介质分布，如盐雾试验中喷嘴喷雾的均匀性、湿热试验中舱内湿度的梯度。

二、样品挂样带来的遮挡效应，如叠放的样品会挡住后方样品的介质接触。

三、样品自身的形态与摆放角度，如带凹槽的样品若开口向下，会导致凹槽内积液，局部介质浓度远高于表面。

金属材料的挂样方式与均匀性控制

金属材料（如钢板、线材、紧固件）的挂样核心是避免物理遮挡与介质积液。对于平板状金属样品（如厚度1-5mm的碳钢板），需用耐腐蚀挂钩（如316L不锈钢）倾斜15-30度悬挂，倾斜方向与介质流动方向一致——这种方式可防止介质在样品表面大面积积聚，同时保证整个板面均匀接触介质。若垂直悬挂，介质易沿表面流淌形成“泪痕”，导致局部腐蚀速率比平整区域高20%-30%。

线材类金属样品（如钢丝、铜丝）挂样时需拉直固定在两端支架上，避免缠绕或弯曲。缠绕处会形成封闭空间，介质无法进入，导致该区域几乎无腐蚀；弯曲处则因应力集中，加速腐蚀与断裂。例如，在中性盐雾试验中，拉直的钢丝样品腐蚀速率变异系数≤5%，而缠绕样品的变异系数可达25%（依据GB/T 10125-2012试验数据）。

紧固件（如螺栓、螺母）需固定在多孔不锈钢板上，每个紧固件的螺纹面、头部与螺杆均完全暴露。多孔板的孔间距应≥2倍紧固件直径，防止相邻样品遮挡。若紧固件叠放，叠放处的螺纹会因介质无法接触，试验后螺纹精度几乎无变化，无法反映实际使用中的腐蚀情况。

塑料与聚合物材料的挂样注意事项

塑料（如聚乙烯、ABS）的挂样需避免机械变形与介质滞留。薄膜类样品（如食品包装用聚乙烯薄膜）应平整固定在聚四氟乙烯框架上，框架尺寸与薄膜匹配，防止拉伸或褶皱——褶皱处会滞留介质，导致局部水解或氧化速率显著高于平整区域。例如，湿热试验中，褶皱薄膜的拉伸强度损失比平整样品高30%。

注塑件（如家电塑料外壳）挂样时需根据几何形状调整角度。带凹槽或盲孔的样品，应将开口朝向介质流动方向或向上，避免介质积聚。若凹槽开口向下，试验后凹槽内的溶胀率是开口向上样品的2.5倍，甚至会出现应力开裂。

柔性塑料管材（如PVC软管）需保持自然伸直状态，用支架支撑两端。若弯曲挂样，弯曲处的管内会积液，导致该区域壁厚减薄速率比直管段高40%。若需模拟实际弯曲使用场景，需明确弯曲半径（如≥10倍管径），并确保弯曲处外表面完全暴露。

涂层与镀层样品的挂样技巧

涂层（如环氧涂层、阳极氧化层）的挂样需保证表面完全暴露，避免基材接触介质。平板涂层样品应垂直或倾斜15-30度悬挂，倾斜方向与介质流动一致——垂直悬挂可减少介质流淌痕迹，倾斜有助于均匀分布。样品底部不能接触舱底积液，否则基材会被腐蚀，影响涂层性能评估。

曲面涂层样品（如汽车轮毂镀铬层）需轴向垂直悬挂，使圆周面360度暴露。例如，轮毂轴向挂样时，圆周面腐蚀速率差异≤5%；水平放置时，底部因积液，腐蚀速率比顶部高20%。

多层涂层（如底漆+面漆）需避免“边缘效应”——涂层边缘厚度薄，易先腐蚀。可采用密封胶封闭边缘，或把边缘朝向舱壁，减少介质冲击。若边缘暴露，试验后边缘的涂层厚度损失比中心区域高50%。

多孔与吸湿性材料的挂样挑战

多孔材料（如陶瓷滤片、多孔金属泡沫）需单独挂样，间距≥10cm，避免叠放。叠放会导致下层样品孔隙被上层积液堵塞，无法接触新鲜介质，试验后孔隙内腐蚀产物比单独挂样多3倍。

吸湿性材料（如尼龙66）需放在舱体中央“均匀流场区”，远离角落（湿度波动大）。例如，恒定湿热试验中，中央样品含水率差异≤2%，角落样品差异可达8%。挂样支架需用非吸湿性材料（如不锈钢），避免支架水分转移到样品。

挂样间距与试验舱流场的协同设计

挂样间距需满足两个条件：

一、样品最大尺寸的1-2倍（如10cm样品，间距≥10cm）。

二、风速≥0.3m/s时，间距≥5cm。例如，二氧化硫试验中，间距为样品尺寸1倍时，SO2浓度差异≤3%；间距0.5倍时，差异升至15%。

试验舱流场需与挂样协同：进风口在底部/侧面，出风口在顶部，形成上升气流；样品架放在舱中央，远离进风口（避免介质直接冲击）与出风口（避免浓度过低）。大型舱（＞10m³）采用分层挂样架，每层高度≥30cm，确保每层流场均匀。

挂样效果的快速评估方法

可通过指示剂法验证均匀性：在样品表面涂遇盐雾变蓝的钴盐指示剂，试验后观察变色均匀性——若指示剂全蓝且无明显深浅差异，说明挂样均匀；若局部不变色，说明该区域被遮挡。

也可测腐蚀速率：同一批次样品试验后测质量损失，变异系数≤5%说明均匀性好；若＞10%，需调整挂样间距或角度。例如，盐雾试验中，变异系数≤5%的样品，试验结果可直接用于材料选型；＞10%的样品需重新试验。