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化學(xué)處理廣泛應(yīng)用于金屬防腐、涂裝前處理、表面潤(rùn)滑以及表面精飾等領(lǐng)域。它作為其中一種重要的表面處理技術(shù)，常用的化學(xué)處理方法有三種：氧化、鈍化和磷化。
磷化即金屬鐵、鋅、鋁及其合金在酸性磷酸鹽溶液中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，形成非金屬或非導(dǎo)體轉(zhuǎn)化膜的一個(gè)過程，這種轉(zhuǎn)化膜的作用：①用于金屬表層的預(yù)調(diào)整，方便金屬成型加工;②用于金屬表面的預(yù)處理，以便涂裝，且可以防止涂層下的腐蝕;③提高防腐性能，為蠟和防銹油提供良好的底層;④用于金屬表層的預(yù)處理，以便噴塑。
迄今為止，磷化層應(yīng)用Z廣泛的是作為涂裝底層以及和各種涂料的配合使用，以延長(zhǎng)涂層的使用壽命。此外，磷化處理技術(shù)在涂裝行業(yè)起著巨大的推動(dòng)作用。
傳統(tǒng)磷化工藝迄今已有近140年的歷史，磷化在整個(gè)金屬表面處理中起著關(guān)鍵作用。英國(guó)人Coslett于1906年申請(qǐng)了diyi個(gè)鐵鹽磷化專利，將鐵屑溶于磷酸中制得磷化劑。接著，又有了錳系和鋅系磷化等。
我國(guó)的磷化技術(shù)起步較晚，但經(jīng)過多年的發(fā)展與不懈努力，在磷化技術(shù)的配方、工作機(jī)理等方面亦取得了較大進(jìn)展，但技術(shù)含量較高、難度較大的表面處理技術(shù)仍然采用國(guó)際產(chǎn)品。
有學(xué)者對(duì)品粒細(xì)化劑的研究表明:加入欽鹽進(jìn)行表面調(diào)整，可加快磷化速度，減少磷化時(shí)間，對(duì)晶粒的細(xì)化有一定作用。重金屬離子加入到磷化液本體后，可提供磷化過程的成核結(jié)晶點(diǎn)，可提高磷化速度并細(xì)化晶粒，
有學(xué)者的研究表明:磷化時(shí)間達(dá)到30s時(shí)，浸蝕后暴露出了原始組織中的缺陷和無(wú)定形沉淀。延長(zhǎng)磷化時(shí)間，無(wú)定形沉淀加倍增加，進(jìn)而形成膜層。
有學(xué)者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:磷化膜結(jié)晶形貌中鋅的含量是有影響的，發(fā)現(xiàn)低鋅含量磷化膜的形態(tài)并不具有像針一樣的精細(xì)結(jié)構(gòu)，而是球狀或顆粒狀結(jié)構(gòu)。
磷化處理材料的主要成分為磷酸二氫鹽(鋅、錳、鐵等金屬)，磷化過程通常在磷酸二氫鹽的水溶液中進(jìn)行。磷酸二氫鹽的水溶液發(fā)生水解，將產(chǎn)生游離磷酸：
3Me(H2PO4)2=Me3(PO4)2+4H3PO4
游離磷酸同被磷化金屬表面的金屬反應(yīng)，并放出氫氣，以鋼鐵為例，反應(yīng)為：
Fe+2H3PO4=Fe(H2PO4)2+H2↑
反應(yīng)釋放出來的氫氣被吸附在金屬表面，從而阻止磷化膜結(jié)晶的形成。為加快反應(yīng)速度，磷化液中一般都要加入氧化劑和催化劑以去除氫氣。以亞硝酸鈉為催化劑為例，亞硝酸鹽分解產(chǎn)生NO2，NO2可使金屬表面的氫氣氧化生成水，同時(shí)將部分亞鐵離子Fe2+氧化為Fe3+，鐵離子和磷酸根反應(yīng)生成FePO4瘀渣沉淀，反應(yīng)為：
Fe+H2PO4+NO2=FePO4+H2O+NO↑
上述反應(yīng)降低了溶液的酸度，當(dāng)PO43-與溶液中的金屬離子(Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+等)的濃度達(dá)到溶度積常數(shù)時(shí)，就會(huì)在金屬表面形成磷酸鹽沉淀，即磷化膜，反應(yīng)式為：
3Fe2++2PO43-→Fe3(PO4)2↓
隨著金屬表面上磷酸鹽的沉淀，磷化反應(yīng)也隨之減慢，當(dāng)整個(gè)表面被磷化膜全部覆蓋后，磷化過程結(jié)束。磷化瘀渣的主要成分FePO4，磷化膜的主要成分是Me3(PO4)2、H2O，也有少量的氧化鐵和FePO4。
以上是磷化處理技術(shù)在國(guó)內(nèi)工業(yè)行業(yè)的前景分析及磷化化學(xué)反應(yīng)處理原理，希望對(duì)大家有幫助。