常 温 磷 化 技 术 常温磷化是当前研究最活跃、技术进步最快磷化技术[1,2],它克服了高、中温磷化的能耗大、成本高、效率低等缺点,具有低能耗、低成本、低污染、快速等特点,因而受到普遍关注,近几年相关报道很多 [3~8]
1 磷化机理 磷化反应是一种典型的局部多相反应,本质上属电化学反应
当金属浸入磷化液中,在其表面形成许多微腐蚀电池,轻微浸蚀发生,且在溶液金属界面处,酸浓度降低
张安富[9]较详细地讨论了磷化过程的热力学数据并指出,在常温下金属的氧化能力弱,须添加少量氧化剂,作为磷化反应促进剂,使得金属表面的混合电位低于氧化促进剂的电极电位
2 磷化过程及磷化膜组成 周谟银[10]采用腐蚀电压和电流两种方法研究了磷化过程,指出磷化可分成从基体开始腐蚀、成膜到过腐蚀等 7 个阶段
宋锦福[12]等扫描电镜仔细地考察了常温磷化成膜过程:当钢铁试样浸入磷化液的瞬间,试片表面形成彩虹色膜(可能是Fe2O3 和 FeO 的混合物),接着某些活性点形成晶核,随着浸泡时间的延长、晶核长大,这种长大位向与钢原始组织似乎并无多大关系
最后,松针状结晶覆盖整个表面,整个反应(溶解与沉积)趋于动态平衡状态,磷化膜完全形成
K F Ang[13]等在对低碳钢磷化试样扫描电镜观察时发现,短时间磷化的试样上形成了一层较薄的背景膜
随时间延长,背景膜和磷化结晶膜同时发展,最后,磷化结晶膜将背景膜遮盖住了
常温下的磷化结晶较缓慢
EDX 分析发现,微晶粒中的元素为 Zn、Fe、P,而远离晶粒的背景膜中的元素为 Fe 和 P
杨中发[11]从磷酸盐外延成核、微晶相生长、接触生长中止等方面对磷化膜生长特点作了研究,指出磷酸锌外延核以短程有序方式生成,其底层明显取向基体晶格
俞敦义[15]等通过测定不同磷化促进剂下磷化过程的电位时间(φ-t)曲线,及用 JSM-35C 扫描电镜分析磷化膜的成分(