陶化原理
1)酸的侵蚀使金属表面h+浓度降低:fe-2e—fe2+,2h++2e—2[h]
2)纳米硅促进反应加速:[si]:zro2+4[h]—[zr]+2h2o
式中[si]为纳米硅,[zr]为还原产物,纳米硅为反应活化体,加快了反应速度,进一步导致金属表面h+浓度急剧下降,生成的[zr] 成为成膜晶核。
3)锆酸根的两级离解:h2zrf6+h+—zrf62-+2h+
由于表面的h+浓度急剧下降,导致锆酸根各级离解平衡向右移动,最终为zrf6-。
4)锆酸盐沉淀结晶成膜:当表面离解出的zrf6-,与溶解中的金属离子fe2+达到溶度积常数ksp时,就会形成锆酸盐沉淀。
锆酸盐沉淀与水分子一起形成成膜物质,以[zr]为膜晶核不断堆积,晶核继续长大成为晶粒,无数个晶粒堆积形成转化膜。硅烷化处理和陶化处理都可称之为无磷成膜处理,目前市场上还有其它方式的无磷成膜处理方法,这些新技术与硅烷化或陶化处理有很多相似之处,一般都含有微量甚至不含重金属和磷酸盐,不需要表调,可处理多种板材等,处理时间短,可以提高生产效率,在节能减排方面具有相当大的优势,无磷成膜技术必将成为未来钢铁表面化学转化膜的主要处理方式。
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