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采用腐蝕電壓和電流兩種方法研究了磷化過程，指出磷化可分成從基體開始腐蝕、成膜到過腐蝕等7個階段。掃描電鏡仔細地考察了常溫磷化成膜過程：當鋼鐵試樣浸入磷化液的瞬間，試片表面形成彩虹色膜(可能是Fe2O3和FeO的混合物)，接著某些活性點形成晶核，隨著浸泡時間的延長、晶核長大，這種長大位向與鋼原始組織似乎并無多大關系。最后，松針狀結晶覆蓋整個表面，整個反應(溶解與沉積)趨于動態(tài)平衡狀態(tài)，磷化膜完全形成。K F Ang等在對低碳鋼磷化試樣掃描電鏡觀察時發(fā)現(xiàn)，短時間磷化的試樣上形成了一層較薄的背景膜。隨時間延長，背景膜和磷化結晶膜同時發(fā)展，最后，磷化結晶膜將背景膜遮蓋住了。常溫下的磷化結晶較緩慢。EDX分析發(fā)現(xiàn)，微晶粒中的元素為Zn、Fe、P，而遠離晶粒的背景膜中的元素為Fe和P。楊中發(fā)從磷酸鹽外延成核、微晶相生長、接觸生長中止等方面對磷化膜生長特點作了研究，指出磷酸鋅外延核以短程有序方式生成，其底層明顯取向基體晶格。通過測定
不同磷化促進劑下磷化過程的電位時間(φ-t)曲線，及用JSM-35C掃描電鏡分析磷化膜的成分(主要為磷酸鋅鐵)，制得了性能良好的常溫磷化液。用X射線及電子探針對常溫磷化膜的晶型、膜組成元素及其含量進行了分析，確定了膜的組成，并提出了改進工藝的設想。以上的工作用不同方法研究了磷化過程，揭示了磷化膜形成、組成和性能之間的聯(lián)系。
磷化膜由金屬磷酸鹽沉積而成，其主要組成為金屬磷酸鹽。對于鋼鐵鋅系磷化，膜主要由磷酸鋅鐵(P相：Zn3Fe(PO4)2·4H2O)和磷酸鋅(H相：Zn3(PO4)2·4H2O)所組成。為詳細地比較了P相和H相兩種晶體，指出前者具有較強的耐堿性，適宜作陰極電泳涂料的底層，在磷化膜中應占較大比例，即應提高P相比［P／（P+H）］。