锌磷化液的配方评价(2)

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2.2.3.1高温磷化液的配方及其溶液的配制 8

2.2.3.2 中温磷化液的配方及其溶液的配制 8

2.2.3.3 低温磷化液的配方及其溶液的配制 8

2.2.3.4 常温磷化液的配方及其溶液的配制 8

2.2.4 磷化膜和镀液的检测方法和标准 9

2.2.4.1 磷化液的检测 9

2.2.4.2 磷化膜质量的评价 9

2.2.4.3 扫描电镜扫描样品 10

2.2.4.4 XRD分析样品 10

3 结果与讨论 11

3.1 高温磷化的性能评价 11

3.1.1 配方一数据分析 11

3.1.2 配方二数据分析 12

3.1.3配方一与配方二的样品比较 13

3.1.4 高温磷化中时间的影响 13

3.1.5高温磷化中温度的影响 14

3.1.6 高温磷化中沉淀的形成原因 14

3.1.7高温磷化中的酸比的控制 14

3.1.8高温磷化优缺点评价 14

3.2 中温磷化的性能评价 15

3.2.1 配方一数据分析 15

3.2.2 中温磷化中时间的影响 16

3.2.3 中温磷化中温度的影响 17

3.2.4 中温磷化中沉淀的形成原因 17

3.2.5中温磷化中的酸比的控制 17

3.2.6 中温磷化优缺点评价 17

3.3 低温磷化的性能评价 18

3.3.1 配方一数据分析 18

3.3.2 低温磷化中时间的影响 19

3.3.3 低温磷化中温度的影响 19

3.3.4低温磷化中的酸比的控制 19

3.3.5 样品的电镜扫描图 19

3.4常温磷化的性能评价 20

3.5 配方对比的研究 20

3.6 磷化液的维护和调整方法 21

4 结论 23

5展望 24

致谢 25

参考文献 26

锌磷化液配方的评价

1 绪论

1.1 磷化的起源

磷化作为一种传统工艺从发明到现在已经有了130多年的历史[4]。在表面金属处理中磷化起到着很重要的作用。在100多年前，有一个英国人发明了磷化这种技术。接着又有一个英国人在1906年申请了磷化专利，他是第一个申请磷化方面专利的人，他将铁屑溶于磷酸中制得磷化剂。接着，又有了锰系磷化和锌系磷化等。

1.2 磷化的反应机理

磷化是一个经历电离水解氧化结晶这4个步骤从而形成磷化膜的过程，他是通过与金属发生化学反应和电化学反应来。简而言之，磷化是金属它本身与磷化液中的物质起反应，金属被磷化液中游离酸（FA）所腐蚀，从而生成磷酸盐的膜层。磷化反应的先决条件是基体的腐蚀电位要低于磷化液中的电极电位，使得氢能够容易的去极化。从深程次的角度讲，钢铁、锌、铝、镁这些金属与磷化液通过浸渍、喷淋、滚动、刷涂这些方法来反应，在合适的pH、合适的酸度、合适的温度、合适的时间、合适的压力、合适的溶液表面状态等合适的标准下，通过复杂的化学反应和电化学反应，从而在金属表面生成有厚度为1~50μm的并带有4个结晶水的稳定磷酸盐晶体或者是没有固定形状的磷化膜。磷化膜可以使金属的表面导电性从优良到不良，同时它能抑制金属表面形成微电池，从而有效的减慢金属的化学腐蚀和电化学腐蚀。磷化的化学反应包括：磷酸电离和水解，磷酸盐的电离和水解，反应促进剂的氧化；磷酸盐的还原和沉积，金属离子的还原和沉积；络合剂与Fe2+的络合等。电化学反应是因为金属表面有很多个微阳极和很多个微阴极（铁的素体是在微阳极区，而珠光体碳粒、合金元素，以及应力集中部位的电位是在微阴极区，从而形成微电池的腐蚀）。微阳极区发生反应是Fe-2e→Fe2+，微阴极区有氢气析出从而发生的反应时2H+2e→H2↑，随着电化学反应的过程不断的反应，腐蚀电位开始向正向移动，并且在金属表面的附近溶液中 Fe2+不断的变多，同时pH值也在升高，当PO43-与入膜离子如Zn2+、Fe2+等浓度达到相应浓度积时，就在表面的微阴极区开始慢慢的变多，阴极反应受到抑制随着沉积率增加使得阴极活性点慢慢的被覆盖；同样，随着阳极活性面积的减少，微阳极区金属溶解速度减慢，阳极反应也会慢慢的变慢。从而推动电化学反应向生成磷化膜的方向进行，先快速成膜、缓慢成膜到减少成膜这3个成膜的阶段，最终才能够形成完整的致密的磷化膜。