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磷化成膜机理初探
编辑:开思新材料(苏州)有限公司  上传时间:2020-12-15 浏览:1033 次

金属溶解反应导致局部阴极区域界面液的酸度下降,从而形成过饱和溶液,在pH=4~5时,出现磷化液中磷酸盐的起始沉淀点(PIP),出现起始沉淀点的pH值随溶液中PO43-/zn2+比值的升高而提高。

 最先形成的不完善的磷酸铁、氧化铁混合物组成的钝化膜,也可作为供磷化膜增长的晶核。由金属表面结构来看,表面存在着供磷化膜生产的“活性中心”,该活性中心具有一定的能级、数量和表面分布,活性中心的能级决定晶核生成的难易程度,活性中心的数量和表面分布影响到晶核的数量和分布,从而影响磷化膜的粗细和致密性,晶核生成速率随活性中心数量而增加,但主要的制约因素还是活性中心的能级。

磷化膜在金属晶格基础上的取向和排列同金属晶体相似,即晶格周期相一致,如磷化膜晶体的取向、接长规律。磷化膜晶格在金属晶体上排列整齐,且两者之间又有较强的作用力,形成的磷化膜就致密,附着力强。

晶核都是在反应开始后不久生成的,随后的结晶过程只是品粒的长大,而晶粒数并不增加,一般情况下,单位面积(cm2)的钢铁表面,有几十万至几百万个晶粒。钢铁表面晶粒界面处都是晶粒形成的活性中心,所以钢铁晶粒组织越小,磷酸盐结晶的析出度就越大。喷淋磷化和浸渍磷化的晶核生成数有很大的差别,一般喷淋磷化生成的晶核多,磷化膜细致。

金属表面的状态,可以用化学表调剂进行表面调整,如用磷酸钛胶体溶液、锰盐悬浮液等调整以后,改善了金属表面活性中心的密度,有助于提高磷化膜的质量和生成速率。另外,还可通过机械活化手段,如砂纸打磨、擦拭来提高晶核的数量,来加快成膜速度。因为晶核数量与金属表面粗糙度成正比,打磨可增加金属表面的粗糙度,使得到的磷化膜细致;而擦拭作用则给予金属表面能快速不断的接触的新的磷化液,从而提高成膜的速度,加快反应的进行。


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