磷化液的化學(xué)平衡與影響因素
磷化液的化學(xué)平衡與影響因素
許多磷化膜都是由三代金屬磷酸鹽組成的，磷化液的主要成分(至少開始時(shí)是這樣)是可溶性一代磷酸鹽。因此，代表各種磷化劑的基本平衡方程式是： 一代磷酸鹽←→三代磷酸鹽 磷酸 (可溶物) (不可溶物) 這是一個(gè)只是由于釋放或吸收磷酸而發(fā)生平衡移動(dòng)的方程。
例如，鋅系磷化液(鋅系磷化劑)，新配制時(shí)含有一代磷酸鋅(Zn(H2PO4) 2)。在特定的條件下，磷化鋼鐵件得到的磷化膜是由含四個(gè)結(jié)晶水的三代磷酸鋅組成的。例如，磷酸鋅在不同溫度的K值如下： 25℃ 37C 98C 0.0013 0.029 0.71 這就表明：提高溫度有利于提高磷酸鹽的沉積比率。 從上述方程式還可以看出：游離酸時(shí)，提高一代磷酸鹽的濃度就會(huì)增加不溶性磷酸鹽的沉積率。由此可以得出溶液"總濃度"的重要意義。 總濃度大約相當(dāng)于游離酸根和結(jié)合磷酸根的總和，即 Zn(H2PO4) 2 H3PO4而游離酸相當(dāng)于游離磷酸。因此，從上式可知，在金屬表面沉積的磷酸鹽的量為下例的函數(shù)： (總酸度—游離酸度)/游離酸度或者，一次近似，為下列比例的函數(shù)： r=總酸度/游離酸度r值稱為磷化液的酸比，是研究磷化液性能的一個(gè)重要因素。因此，即使是只含有一代磷酸鋅和游離磷酸的很簡單的磷化液，也可以看出磷化液的性能決定于下列幾個(gè)主要因素:(1)溶液的溫度和pH值。(2)游離磷酸濃度。(3)游離磷酸根和結(jié)合磷酸根的總濃度。加入氧化性加速劑將改進(jìn)這些條件，特別是可提高磷酸鹽結(jié)晶形成的速度。因此，基本方程式為3Zn(H2PO4)2←→Zn3(PO4) 2 H3PO4 這說明游離酸濃度的重要性和游離酸濃度變化對沉積在金屬表面的磷酸鹽數(shù)量的影響。K·布萊克史蘭認(rèn)為存在一個(gè)常數(shù)K隨組成一代和三代磷酸鹽的金屬的性質(zhì)、溶液的溫度和pH值及總濃度的不同而變。他們引用了G.若斯樂的研究成果，給出在980時(shí)不同金屬的K值如下： 亞鐵 錳 鋅 0.0013 0.60 0.71 K值越大，磷酸鹽沉積的比率越大.
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