鎂合金與鍍鋅鋼板的無鉻化學(xué)處理進展：磷化

鎂合金與鍍鋅鋼板上無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理方法主要有磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜，鉬酸鹽轉(zhuǎn)化膜，稀土鹽轉(zhuǎn)化膜，植酸轉(zhuǎn)化膜，樹脂混合鈍化及磷化等，近年來的主要進展如下：

    磷化

    磷化作為一種表面化學(xué)處理方法，是指將金屬表面與含磷酸鹽的酸性溶液接觸，通過化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)形成一種穩(wěn)定的、不溶性的磷酸鹽化合物膜層的過程，這層膜稱之為磷化膜。磷化是一個復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程，既存在化學(xué)反應(yīng)又有電化學(xué)反應(yīng)，主要為電化學(xué)反應(yīng)。從磷化液的組成和磷化膜的基本成分來綜合分析一般可認為，磷化膜的形成包括電離、水解、氧化、結(jié)晶等至少四步反應(yīng)過程。當今，各學(xué)者比較贊同的觀點是磷化成膜過程主要是由如下4個步聚組成：

    (1)酸的浸蝕使基體金屬表面H+濃度降低：

    Fe-2e→Fe2+

    2H++2e→H2(1.8)

    (2)促進劑(氧化劑)加速：

    [O]+[H]→[R]+H2O

    Fe2++[O]→Fe3++[R](1.9)

    式中[O]為促進劑(氧化劑)，[R]為還原產(chǎn)物，由于促進劑氧化掉第一步反應(yīng)所產(chǎn)生的氫原子，加快了反應(yīng)(1.18)的速度，進一步導(dǎo)致金屬表面H+濃度急劇下降。同時也將溶液中的Fe2+氧化成為Fe3+。

    (3)磷酸根的多級離解：

    H3PO4→H2PO4-+H+

    HPO42-+2H+→PO43-+3H+(1.10)

    由于金屬表面的H+濃度急劇下降，導(dǎo)致磷酸根各級離解平衡向右移動，最終為PO43-。

    (4)磷酸鹽沉淀結(jié)晶成為磷化膜：

    當金屬表面離解出的PO43-與溶液中(金屬界面)的金屬離子(如Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+)達到溶度積常數(shù)Ksp時，就會形成磷酸鹽沉淀

    Zn2++Fe2++PO43-+H2O→Zn2Fe(PO4)2·4H2O↓(1.11)

    3Zn2++2PO43-+4H2O→Zn3(PO4)2·4H2O↓(1.12)

    磷酸鹽沉淀與水分子一起形成磷化晶核，晶核繼續(xù)長大成為磷化晶粒，無數(shù)個晶粒緊密堆集形而上學(xué)成磷化膜。

    磷酸鹽沉淀的副反應(yīng)將形成磷化沉渣

    Fe3++PO43-=FePO4(1.13)

    從以上機理可以看出：適當?shù)难趸瘎┛商岣叻磻?yīng)(1.11)的速度；較低的H+濃度可使磷酸根離解反應(yīng)；(1.10)的離解平衡更易向右移動離解出PO43-；金屬表面如存在活性點面結(jié)合時，可使沉淀反應(yīng)(1.11，1.12)不需太大的過飽和即可形成磷酸鹽沉淀晶核；磷化沉渣的產(chǎn)生取決于反應(yīng)(1.10)與反應(yīng)(1.11)，溶液H+濃度高，促進劑強均使沉渣增多。