[鋅系磷化]磷化工藝的原理
發(fā)布時間:2022-10-24 05:02:18
磷的化學(xué)過程包含鋅系磷化電化學(xué)腐蝕。各磷化管理體系及栽培基質(zhì)磷化反應(yīng)機(jī)理繁雜。雖然專家在這一領(lǐng)域做了很多科學(xué)研究,而對其了解得還不完善。一直以來,磷化膜的形成機(jī)制,非常容易用一個化學(xué)變化方程式來描述:
8fe5me(h2po4)28h2h3po4-me2fe(po4)24h2o(膜)4h2o(膜)7FeHPO4(堆積)8H2
這也是錳,鋅等。馬庫等覺得,通過特殊磷化解決,將鋼材滲入帶有磷酸和磷酸二氫鹽的高溫溶液中,可形成由磷酸鹽沉淀物所組成的顆粒狀磷化膜,形成磷酸鐵沉淀物和鋅系磷化氡氣。這類體制的解釋很粗糙,無法完全表述涂膜全過程。近些年,伴隨著對磷化全過程探索的逐步推進(jìn),專家學(xué)者們廣泛認(rèn)為磷化涂膜全過程主要包含下列四個階段:
(1)酸蝕劑使賤金屬表面的氫成分降低。
二代Fe2
2H2-2e2[H](1)
重氫。
提高速度(空氣氧化速率)。
(a)[O][H][R]。
2[O]Fe3[R]
化學(xué)式中,[O]為硫化促進(jìn)劑(氧化物),[鋅系磷化R]為還原產(chǎn)物。因為改性劑在第一步化學(xué)反應(yīng)中空氣氧化生成的氫原子,反映鋅系磷化(1)就加快了,并且金屬材料表面的氡氣濃度進(jìn)一步驟降。此外,溶液中的二化合物被空氣氧化為三氧化鐵。
磷酸的多級別離解
H3PO4H2PO42-2HPO43-3H-3H-(3)
伴隨著金屬材料表面氫濃度的大幅度減少,磷化特別制作磷酸根的平衡狀態(tài)偏移,最后變成PO43-。
磷沉積結(jié)晶體產(chǎn)生磷化膜。
從金屬材料表面離解PO43-后,水溶液(金屬材料頁面)里的金屬離子(如Zn2,Mn2,Ca2,Fe2)達(dá)到一定的溶度積常數(shù)Ksp,就會形成磷酸鹽沉積。
Zn2Fe2PO43-H2OZn2Fe(PO4)24H2O(4)
3Zn22po43-4H2O=Zn3(PO4)24H2O(5)
磷沉淀物與水分一同產(chǎn)生磷化能量源,能量源持續(xù)生長發(fā)育產(chǎn)生磷化晶體,大量磷化膜聚集在一起。
磷酸鹽沉淀的不良反應(yīng)是磷酸鹽的形成。
三氯甲烷43-=四氯甲烷(6)
之上原理不但可以表述鋅系、錳系、鋅鈣系的磷化全過程,而且還能具體指導(dǎo)磷化秘方和磷化工藝技術(shù)。如同上邊上述,適度的氧化物可提高反應(yīng)速度(2);氡氣濃度越小,磷酸鹽的離解均衡就會越靠右邊,離解PO43-就越容易。如金屬材料表面一個點-面活性融合,則可以在沉淀反應(yīng)(4)和(5)中產(chǎn)生磷酸鹽沉積核,但是不能過多地充斥著;磷化沉鋅鋅系磷化系磷化淀物的形成取決于反映(1)和反映(2)。高濃度的氡氣水溶液和強(qiáng)加速劑使堆積物提升。因此在具體磷鋅系磷化化秘方和工藝執(zhí)行過程中,表面均是適度的增強(qiáng)劑(氧化物)、高酸比(相對較低的游離酸,即氡氣濃度)、及其調(diào)節(jié)金屬材料表面活力點,可以提高磷化反應(yīng)速率,并可以從超低溫迅速產(chǎn)生膜。因此在低溫速磷化配方設(shè)計中,一般遵照以上基本原理,挑選強(qiáng)硫化促進(jìn)劑、高酸比和表面調(diào)整等工序。磷化專用型加工工藝:磷化沉淀物。由于磷化沉淀物通常是FePO4,為了減少Fe3的總數(shù),務(wù)必降低其總數(shù),方式主要有兩種:減少磷化液中H的濃度(低分散酸值);減少硫化促進(jìn)劑的濃度,以減少Fe2被空氣氧化成Fe3。
磷化環(huán)節(jié)中鋅和鋁的作用機(jī)理基本一致。磷化速度快,磷化膜只帶有磷酸鋅,堆積物少。一般情況下,在鋁磷化反映時應(yīng)加上比較多的氯化物,產(chǎn)生AlFe3和AlFe63-,其匯聚原理與以上基本一致。