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(jiǎn)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(shuō)明游離酸濃度的重要性和游離酸濃度變化對(duì)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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