磷化膜——材料表面与界面
磷化膜组成及性质
磷化膜组成及性质磷化膜组成及性质分类磷化液主要成份膜组成膜外观单位面积膜重/ g/m2锌系 Zn(H2PO4)2 磷酸锌和磷酸锌铁浅灰→深灰 1-60锌钙系Zn(H2PO4)2和Ca (H2PO4)2 磷酸锌钙和磷酸锌铁浅灰→深灰 1-15锰系 Mn(H2PO4)2 和Fe(H2PO4)2 磷酸锰铁灰→深灰 1-60锰锌系Mn(H2PO4)2 和Zn(H2PO4)2 磷酸锌、磷酸锰、磷酸铁混合物灰→深灰 1-60铁系 Fe(H2PO4)2 磷酸铁深灰色 5-102.磷化膜组成磷化膜为闪烁有光，均匀细致，灰色多孔且附着力强的结晶，结晶大部分为磷酸锌，小部分为磷酸氢铁。
锌铁比例取决于溶液成分、磷化时间和温度。
3、性质（1）耐蚀性在大气、矿物油、植物油、苯、甲苯中均有很好的耐蚀性，但在碱、酸、水蒸气中耐蚀性较差。
在200-300℃时仍具有一定的耐蚀性，当温度达到450℃时膜层的耐蚀性显著下降。
（2）特殊性质如增加附着力，润滑性，减摩耐磨作用。
磷化工艺流程预脱脂→脱脂→除锈→水洗→(表调)→磷化→水洗→磷化后处理(如电泳或粉末涂装)影响因素1、温度温度愈高，磷化层愈厚，结晶愈粗大。
温度愈低，磷化层愈薄，结晶愈细。
但温度不宜过高，否则Fe2+ 易被氧化成Fe3+，加大沉淀物量，溶液不稳定。
2、游离酸度游离酸度指游离的磷酸。
其作用是促使铁的溶解，已形成较多的晶核，使膜结晶致密。
游离酸度过高，则与铁作用加快，会大量析出氢，令界面层磷酸盐不易饱和，导致晶核形成困难，膜层结构疏松，多孔，耐蚀性下降，令磷化时间延长。
游离酸度过低，磷化膜变薄，甚至无膜。
3、总酸度总酸度指磷酸盐、硝酸盐和酸的总和。
总酸度一般以控制在规定范围上限为好，有利于加速磷化反应，使膜层晶粒细，磷化过程中，总酸度不断下降，反映缓慢。
总酸度过高，膜层变薄，可加水稀释。
总酸度过低，膜层疏松粗糙。
4、PH值锰系磷化液一般控制在2-3之间，当PH﹥3时，共件表面易生成粉末。
磷化钝化膜形成原理
磷化钝化膜形成原理在金属表面处理中，磷化和钝化是两种常用的工艺，它们能够增强金属的耐腐蚀性。
磷化是通过化学反应在金属表面形成磷酸盐的转化膜，而钝化则是通过化学反应使金属表面形成一层氧化膜，从而增强金属的耐腐蚀性。
磷化是一种化学反应过程，通常在金属表面形成一层磷酸盐的转化膜。
磷化膜的形成原理可以概括为以下几个步骤：1.表面处理：首先需要对金属表面进行除锈、除油等预处理，以确保金属表面的清洁度和粗糙度，从而增加磷化膜与金属表面的附着力。
2.酸洗：将金属浸入酸洗液中，通过酸洗液与金属表面的反应，去除金属表面的氧化物和杂质，使金属表面呈现出活性状态。
3.磷化：将酸洗后的金属浸入磷化液中，磷化液中的磷酸根离子会与金属表面发生反应，形成磷酸盐的转化膜。
这个转化膜具有多孔性，能够吸附更多的颜料和涂层，从而增强金属的耐腐蚀性和装饰性。
钝化的过程与磷化类似，它也是通过化学反应在金属表面形成一层氧化膜。
与磷化不同的是，钝化使用的化学试剂通常是强氧化剂，如浓硫酸、浓硝酸等。
这些强氧化剂能够迅速将金属表面氧化，形成一层致密的氧化膜。
钝化膜的形成原理可以概括为以下几个步骤：1.表面处理：同样需要对金属表面进行除锈、除油等预处理，以提高钝化膜与金属表面的附着力。
2.酸洗：将金属浸入酸洗液中，去除金属表面的氧化物和杂质，使金属表面呈现出活性状态。
3.钝化：将酸洗后的金属浸入钝化液中，钝化液中的强氧化剂会迅速将金属表面氧化，形成一层致密的氧化膜。
这个氧化膜能够阻挡腐蚀介质对金属的侵蚀，从而提高金属的耐腐蚀性。
通过磷化和钝化处理，金属表面的耐腐蚀性能得到了显著提高。
同时，这两种处理方法还可以增强金属的装饰性能，使其具有更美观的外观。
在实际应用中，应根据不同的需求选择合适的处理方法。
总的来说，磷化、钝化都是通过化学反应在金属表面形成一层保护膜，从而提高金属的耐腐蚀性。
虽然它们的化学反应机理和所用试剂有所不同，但它们的表面处理和反应过程是相似的。
磷化培训资料讲解
金属基体的腐蚀
▪ 酸的浸蚀使基体金属表面H+浓度降低 : ▪ Fe – 2e→ Fe2+
2H++2e→2[H]
▪ Fe+2H+→Fe2++H2 (1)
氧化去氢
▪ 第一步产生的氢原子吸附在金属基体会对磷化反应
造成不良影响，因此需要氧化去除。
磷化培训资料
诚星化工技术部编制 2009年10月
磷化的定义
▪ 什么是磷化
磷化是指将金属工件(如钢铁、锌、铝)浸入 （或喷淋或涂刷）含有磷酸、磷酸盐和其 他化学物质的微酸性溶液中，发生化学反 应而在金属工件表面生成一层主要为不溶 或难溶的磷酸盐膜层的一种化学处理方法， 该磷酸盐膜称为磷化膜。
磷化的作用
总酸度
▪ 总酸度过高,磷化膜结晶粗糙,表面易产生浮
粉,磷化沉渣增加，可加水调整。
▪ 总酸度过低,磷化速度缓慢,磷化膜生成困难,
磷化膜结晶粗糙疏松,磷化膜变薄,耐蚀性也 差，可加磷化剂调整 。
酸比
▪ 酸比越高,磷化膜越细、越薄，过高不易成
膜、渣多。
▪ 酸比过小，磷化膜结晶粗大,疏松。 ▪ 常温磷化的酸比一般在20-30左右。
磷化的分类
▪ 按磷化膜种类分：锌系、铁系、锌钙系、锌锰系、锰系、非
晶相铁系六大类
▪ 按磷化方式分：浸渍磷化、喷淋磷化、刷涂磷化 ▪ 按磷化温度高低分 ：高温磷化、中温磷化、 常温磷化 ▪ 按磷化膜单位面积膜层质量分（附用途）：
A、次轻量级 膜重0.2-1.0g/㎡（ 用作耐蚀性要求较低的涂装
底层）
磷化的成膜机理
▪ 磷化工作液的主要组成为酸式磷酸盐，在
磷化处理工艺流程,表面处理黑色磷化工艺
磷化处理工艺流程|表面处理黑色磷化工艺磷化处理工艺流程磷化（phosphorization）是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。
磷化的目的主要是：1）给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；2）用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；3）在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。
施工方法（1）浸渍磷化适用于高、中、低温磷化特点：设备简单，仅需加热槽和相应加热设备，最好用不锈钢或橡胶衬里的槽子，不锈钢加热管道应放在槽两侧。
（2）喷淋磷化适用于中、低温磷化工艺，可处理大面积工件，如汽车、冰箱、洗衣机壳体。
特点：处理时间短，成膜反应速度快，生产效率高，且这种方法获得的磷化膜结晶致密、均匀、膜薄、耐蚀性好。
（3）刷涂磷化上述两种方法无法实施时，采用本法，在常温下操作，易涂刷，可除锈蚀，磷化后工件自然干燥，防锈性能好，但磷化效果不如前两种。
磷化处理工艺流程除油→水洗→水洗→表调→磷化处理→水洗→水洗→烘干→涂装磷化处理工艺是整个前处理工艺相当为重要的一个环节，其反应机理复杂且影响因素较多，因此磷化处理工艺槽液相对于其它槽液的生产过程控制要复杂得多。
（1）酸比(总酸度与游离酸度的比值)提高酸比可加快磷化处理工艺反应速度，使磷化处理工艺膜薄而细致，但酸比过高会使膜层过薄，易引起磷化处理工艺工件挂灰；酸比过低，磷化处理工艺反应速度缓慢，磷化处理工艺晶体粗大多孔，耐蚀性低，磷化处理工艺工件易生黄锈。
一般来说磷化处理工艺yao液体系或配方不同其酸比大小要求也不同。
（2）温度槽液温度适当提高，成膜速度加快，但温度过高，会影响酸比的变化，进而影响槽液的稳定性，同时膜层晶核粗大，槽液出渣量增大。
（3）沉渣量随着磷化处理工艺反应的不断进行，槽液内的沉渣量会逐渐增多，过量的沉渣会影响工件表面的界面反应，导致磷化处理工艺膜发花、挂灰严重，甚至不成膜，因此槽液必须根据处理的工件量和使用时间适时进行倒槽，进行清渣除淤。
磷化膜的作用
磷化膜的作用摘要：磷化膜具有多孔性，均匀细致，涂料渗人到孔隙中，增加涂层的附着力。
有利于提高涂膜产品磷化膜+有机涂层的耐蚀性。
磷化膜的作用一、提高金属表面的涂装性涂装性磷化膜具有多孔性，均匀细致，涂料渗人到孔隙中，增加涂层的附着力。
同时改性低锌膜能耐电泳漆电泳过程中的腐蚀性，增强电泳效果。
这些都有利于提高涂膜产品磷化膜+有机涂层的耐蚀性。
钢铁表面磷化后涂装比不磷化直接涂装耐蚀性提高}2倍。
磷化膜对涂装产生的作用如下。
①提供工序间保护，以免引起二次生锈。
②防止涂膜与基材发生化学反应。
③减缓涂层破损，锈蚀在涂层下的扩散速度，提高整个涂层体系的耐蚀性和产品使用寿命。
假如金属直接涂装时，当涂层破坏时，在该处发生微电池腐蚀，由于金属导电，加上涂层与基体之间的毛细管现象，把徐层下电解液吸出来，腐蚀就向四面八方扩散，引起膜下的腐蚀和涂层起泡。
如果金属上有磷化膜则不同，腐蚀仅局限于遭到破坏的区域，这是由于金属表面为不导电的磷化膜所隔绝，而磷化膜牢固地附着在基体上，防止了电解液的横向扩展，故可有效地抑制膜下腐蚀。
所以，磷化膜成为涂层不可缺少的良好底层，不磷化或磷化效果不佳都无法保证涂装质量。
二、增进金属表面功能性①作为碳钢拉丝成形、钢板和钢管冷冲与冷挤成形、金属毛坯冷嫩成形等冷加工的表层，改善金属的延展性、减摩性、润滑性、脱模性等。
例如冲压件未磷化处理，即使在冲压力较小(8. 6 t)和断面缩减率较小(εF =20%)的情况下，冲件表面仍出现严重戳伤。
钢板经磷化处理，冲压所需压力较小和能承受断面缩减率增大，这对冲压有好处。
当磷化膜增厚，尽管冲压力大(63. 5t)和断面缩减率高(εF=80%)，冲压表面依然良好。
②作为金属加工件表面的耐磨、防锈层。
像汽配件(螺丝、螺栓)、模具、运动承载件(阀门、活塞环、齿轮、气门挺杆等)、液压配件(电磁阀)、泵配件(定子、油盘)、磁性件(钦铁硼)等磷化处理，能起到耐磨、防锈作用。
磷化膜质量评定项目与方法
磷化前处理技术在实际生产中的应用一、磷化膜质量评定项目与方法1、外观目视法好的磷化膜外观均匀完整细密、无金属亮点、无白灰。
锌系磷化膜为灰色膜，铁系磷化为彩虹色膜。
而铝及铝合金则为无色或彩色铝皮膜。
2、微观结构显微镜法以金相显微镜或电子显微镜将磷化膜放大到100~1000倍，观察结晶形状、尺寸大小及排部情况。
结晶形状以柱状晶为好。
结晶尺寸小些为好，一般控制在几十微米以下，排部越均匀，孔隙率越小越好。
3、厚度（或重量法）测定法对于钢板的磷化膜方法是将磷化板浸在75度，质量分数喂%的铬酸溶液中（10~15）min以去除磷化膜，然后除去膜层前后的重量差求的膜重。
3、腐蚀性能测定法最常用的是硫酸铜点滴实验法。
现在常与下道工序进行后根据用户要求进行盐雾试验、耐温热试验或循环周期试验等。
4、抗冲击试验常常是进行涂装后一起测定，当用49N•cm对涂装后的磷化板进行冲击试验时，当冲击后的样板的反面冲击点不产生放射性裂纹时，即可确定该磷化膜的质量较好。
5、二次附着力测定磷化膜涂装后测定的附着力为一次附着力。
在一定条件下进行耐温水实验后测定的附着力称为二次附着力。
一般是在耐水试验后的样板上用划格法作附着力的测定，以胶带剥离后观察涂膜脱落等级，一般均为平行比较实验。
6、磷化膜孔隙率的测定取14%的NaCL和3%的铁氰化钾溶液，表面活性剂的质量分数为0.1%的蒸馏水溶液，保存在褐色瓶中24小时，用滤纸过滤。
使用时将滤纸切成长、宽均为 2.5厘米的纸片，用塑料镊子将纸片浸入上述溶液中，提出滴净多余试液，将他覆盖在戴测的磷化膜表面，经过一段时间（1分钟）后将试纸拿掉，观察膜层表面，有兰色斑点处表示有孔隙部分。
6、磷化膜的耐碱性比较磷化膜在浸碱液0.1mol/L的氢氧化钠，25度，5分钟前后的质量差，可以得到磷化膜在碱液中的溶解量。
7、磷化膜的耐酸性比较磷化膜在PH值位为2的酸液中的溶解量来评价磷化膜的耐酸性。
磷化-基本原理及分类
磷化（I）——基本原理及分类磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。
磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。
1 基本原理磷化过程包括化学与电化学反应。
不同磷化体系、不同其材的磷化反应机理比较复杂。
虽然科学家在这方面已做过大量的研究，但至今未完全弄清楚。
在很早以前，曾以一个化学反应方程式简单表述磷化成膜机理：8Fe+5Me(H2PO4)2+8H2O+H3PO4 Me2Fe(PO4)2·4H2O(膜)+Me3(PO4)·4H2O(膜)+7FeHPO4(沉渣)+8H2↑Me为Mn、Zn 等，Machu等认为，钢铁在含有磷酸及磷酸二氢盐的高温溶液中浸泡，将形成以磷酸盐沉淀物组成的晶粒状磷化膜，并产生磷酸一氢铁沉渣和氢气。
这个机理解释比较粗糙，不能完整地解释成膜过程。
随着对磷化研究逐步深入，当今，各学者比较赞同的观点是磷化成膜过程主要是由如下4个步聚组成：①酸的浸蚀使基体金属表面H+浓度降低Fe – 2e→ Fe2+2H2－+2e→2[H] (1)H2②促进剂（氧化剂）加速[O]+[H] → [R]+H2OFe2++[O] → Fe3++[R]式中[O]为促进剂（氧化剂），[R]为还原产物，由于促进剂氧化掉第一步反应所产生的氢原子，加快了反应（1）的速度，进一步导致金属表面H+浓度急剧下降。
同时也将溶液中的Fe2+氧化成为Fe3+。
③磷酸根的多级离解H3PO4 H2PO4－+H+ HPO42－+2H+ PO43－+3H－（3）由于金属表面的H+浓度急剧下降，导致磷酸根各级离解平衡向右移动，最终为PO43-。
④磷酸盐沉淀结晶成为磷化膜当金属表面离解出的PO43－与溶液中（金属界面）的金属离子（如Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+）达到溶度积常数K sp时，就会形成磷酸盐沉淀Zn2++Fe2++PO43－+H2O→Zn2Fe(PO4)2·4H2O↓（4）3Zn2++2PO43－+4H2O=Zn3(PO4)2·4H2O↓（5）磷酸盐沉淀与水分子一起形成磷化晶核，晶核继续长大成为磷化晶粒，无数个晶粒紧密堆集形而上学成磷化膜。
磷化膜主要成分
磷化膜主要成分
磷化膜是一种常见的防腐涂层，主要成分是磷化物。
磷化物是由磷和金属元素组成的化合物，可以在金属表面形成一层致密的磷化膜，起到防腐、耐磨、导电等作用。
磷化膜的形成是通过磷化反应实现的。
磷化反应是将金属表面暴露在含磷化合物的气氛中，使磷元素与金属表面发生反应，生成磷化物。
磷化反应可以通过多种方法实现，如热浸磷化、气相磷化、电化学磷化等。
磷化膜的主要成分是磷化物，但其它元素的存在也会对磷化膜的性能产生影响。
例如，镁、锌等元素可以促进磷化反应的进行，提高磷化膜的质量和厚度；铜、银等元素可以提高磷化膜的导电性能；而铁、铬等元素则会降低磷化膜的质量和耐腐蚀性能。
磷化膜的性能与其成分和结构密切相关。
一般来说，磷化膜的成分越纯，结构越致密，其防腐、耐磨、导电等性能就越好。
此外，磷化膜的厚度也是影响其性能的重要因素。
磷化膜的厚度越大，其防腐、耐磨性能就越好，但过厚的磷化膜也会影响金属件的尺寸精度和表面质量。
总之，磷化膜的主要成分是磷化物，但其它元素的存在也会对其性能产生影响。
磷化膜的性能与其成分、结构和厚度密切相关，因此在实际应用中需要根据具体要求选择合适的磷化方法和工艺参数，以获得最佳的防腐、耐磨、导电等性能。
金属表面转化膜之一磷化的作用和分类
金属表面转化膜之一磷化的作用和分类磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。
磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。
金属表面在除油、除锈后，为了防止重新生锈，通常要进行化学处理，使金属表面生成一层保护膜，该膜通常只有几微米，主要起增强涂层和底材附着力的作用，较厚的膜层还能增强防锈性能。
常用的表面化学转化方法有氧化、磷化、钝化三种。
其中，磷化是化学处理的中心环节，是一种大幅度提高金属工件耐腐蚀能力的简单可靠、费用较低、操作简便的工艺方法，在工业上应用很广。
1、与磷化工艺相关的标准金属(主要指钢铁)经含有锌(Zn)、锰(Mn)、铬(Cr)、铁(Fe)等磷酸盐的溶液处理后，在基底金属表面形成一种不溶性磷酸盐膜，此种过程称为磷化。
磷化使金属表面形成一层附着良好的保护膜，以磷酸锌为例，在氧化剂的存在下，所生成的磷化膜为Zn3(PO4)2·4H20和Zn2Fe(PO4)2·4H20的结晶体。
该磷化膜闪烁有光、灰色多孔(空隙率为表面积的0.5%~1.5％)，膜厚通常为0.1—50μm。
关于磷化工艺，我国和国际上都有相应的标准体系，可参照执行：GB/T11376—1997 金属的磷酸盐转化膜GB/T6807—2001 钢铁工件涂装前磷化处理技术条件GB/T12612—1990 多功能钢铁表面处理液通用技术条件ISO 9717—1990 (E)金属的磷酸盐转化膜——确定要求的方法ISOl0546—1993 (E)化学转化膜——铝及铝合金上的漂洗和不漂洗铬酸盐转化膜DIN 50942—1973 金属的磷化处理方法原理、缩写符号和检验方法ANSI／ASTM／AMS 2480C 涂漆基体磷化处理2、磷化的作用磷酸盐转化膜应用于铁、铝、锌、镉及其合金上，既可当作最终精饰层，也可作为其他覆盖层的中间层，其作用主要有以下方面。
磷化工艺技术
磷化工艺技术磷化工艺技术是一种将金属表面覆盖上一层磷化膜的工艺，常用于金属防腐、增加金属表面硬度等方面。
下面是对磷化工艺技术的一些详细介绍。
磷化膜是一种由金属磷酸盐组成的覆盖在金属表面的一层化学膜层。
磷化膜具有很高的耐磨性、耐蚀性和防腐性，可以有效地保护金属表面，延长其使用寿命。
同时，磷化膜还可以增加金属材料的硬度，改善其表面质量。
磷化工艺技术分为化学磷化和电化学磷化两种。
化学磷化是通过将金属材料浸泡在含有磷酸盐和氯化盐的溶液中，利用化学反应在金属表面形成磷化膜。
电化学磷化是在电解质溶液中，将金属材料作为阳极，在施加电流的情况下，在金属表面上形成磷化膜。
磷化工艺技术的优点主要体现在以下几个方面：首先，磷化膜具有较高的耐磨性和耐腐蚀性，可以有效地保护金属材料；其次，磷化膜的形成过程简单，不需要复杂的设备和工艺步骤，成本较低；再次，磷化膜可以增加金属材料的硬度，提高其表面质量和使用寿命；最后，磷化膜可以增加金属材料的涂装附着力，使涂层更加牢固。
然而，磷化工艺技术也存在一些问题。
首先，磷化膜的厚度很难控制，在磷化过程中容易产生不均匀的情况。
其次，磷化过程需要一定的时间，不能够实时完成，导致生产周期较长。
此外，磷化溶液中的磷酸盐和氯化盐对环境有一定的污染。
为了解决这些问题，各个行业对磷化工艺技术进行了不断的改进和研究。
研究人员通过调节磷化溶液的组成和浓度，优化磷化工艺参数，提高磷化的效果和一致性。
此外，还发展了一些新的磷化工艺技术，如有机磷化、浸泡磷化等，以满足不同行业对磷化膜的需求。
总之，磷化工艺技术是一种重要的表面处理工艺，可以为金属材料提供保护和改良。
随着科技的不断进步和需求的不断增加，磷化工艺技术将会不断发展，更好地满足社会的需求。
《磷化表面处理》课件
本课件介绍了磷化Biblioteka 面处理的方法、应用和注意事项。通过磷化表面处理， 我们可以达到增强材料表面性能和延长使用寿命的目的。
磷化表面处理的定义和概述
定义
磷化表面处理是指在金属表面形成磷化层的一种处理方法。
概述
它可以通过改变金属表面的化学性质和物理结构，提高金属的耐腐蚀性、耐磨性和粘附性。
3 其常见问题的解决方法
在实际应用中，还可能遇到其他问题，需要根据具体情况采取对应的解决方法。
结论
磷化表面处理是一种重要的金属表面处理方法，它可以改善金属材料的性能 和延长使用寿命。随着工业的发展，磷化表面处理将有着广阔的应用前景。 感谢观看！
磷化表面处理的作用和优点
1 作用
2 优点
磷化表面处理可以提高金属材料的耐腐蚀性、耐 磨性和润滑性，增强金属材料的使用寿命和功能。
磷化表面处理是一种经济、环保且可靠的方法， 适用于多种金属材料和工业领域。
磷化表面处理的方法
化学磷化
电化学磷化
通过在酸性溶液中浸泡金属，使金 属表面发生化学反应，形成磷化层。
4
磷酸磷化
浸泡金属在含有磷酸的溶液中，使金属表面形成致密且具有良好覆盖性的磷化层。
5
冲洗和涂层
冲洗磷化层，去除残留的溶液，然后进行后续的涂层处理。
磷化表面处理的应用
汽车制造业
磷化表面处理可以增强汽车零部件的耐腐蚀性和耐 磨性，提高汽车的整体品质。
冶金工业
磷化表面处理可以提高冶金工件的强度和耐磨性， 延长工件的使用寿命。
利用电解液中的电流和金属的电化 学性质，在金属表面形成均匀的磷 化层。
热磷化
将金属件与磷化剂在高温下反应， 使金属表面生成致密的磷化层。
皮膜
磷化处理金属材料2009-10-21 18:44:13 阅读415 评论2 字号：大中小订阅1. 概述磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。
磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。
磷化处理工艺应用于工业己有90多年的历史，大致可以分为三个时期:奠定磷化技术基础时期、磷化技术迅速发展时期和广泛应用时期。
磷化膜用作钢铁的防腐蚀保护膜，最早的可靠记载是英国Charles Ross于1869年获得的专利(B.P.No.3119)。
从此，磷化工艺应用于工业生产。
在近一个世纪的漫长岁月中，磷化处理技术积累了丰富的经验，有了许多重大的发现。
一战期间，磷化技术的发展中心由英国转移至美国。
1909年美国T.W.Coslet将锌、氧化锌或磷酸锌盐溶于磷酸中制成了第一个锌系磷化液。
这一研究成果大大促进了磷化工艺的发展，拓宽了磷化工艺的发展前途。
Parker防锈公司研究开发的Parco Power配制磷化液，克服了许多缺点，将磷化处理时间提高到lh，1929年Bonderizing磷化工艺将磷化时间缩短至10min, 1934年磷化处理技术在工业上取得了革命性的发展，即采用了将磷化液喷射到工件上的方法。
二战结束以后，磷化技术很少有突破性进展，只是稳步的发展和完善。
磷化广泛应用于防蚀技术，金属冷变形加工工业。
这个时期磷化处理技术重要改进主要有:低温磷化、各种控制磷化膜膜重的方法、连续钢带高速磷化。
当前，磷化技术领域的研究方向主要是围绕提高质量、减少环境污染、节省能源进行。
2.磷化原理工件（钢铁或铝、锌件）浸入磷化液（某些酸式磷酸盐为主的溶液），在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜的过程，称之为磷化。
钢铁件浸入磷化液（由Fe(H2PO4)2 Mn(H2PO4)2 Zn(H2PO4)2 组成的酸性稀水溶液，PH值为1-3，溶液相对密度为1.05-1.10）中，钢铁工件是钢铁合金，在磷酸作用下，Fe和FeC3形成无数原电池，在阳极区，铁开始熔解为Fe2+，同时放出电子。
磷化膜金相
磷化膜金相磷化膜是一种表面处理技术，通过对金属材料表面进行磷化处理，形成一层磷化膜，从而改善金属材料的性能。
磷化膜具有以下几个作用：1.提高金属材料的抗腐蚀性能：磷化膜可以阻止腐蚀介质（如水、氧气等）接触到金属表面，降低金属的腐蚀速率。
2.增加金属表面的润滑性：磷化膜表面光滑，可降低摩擦系数，减少磨损。
3.便于金属表面的涂装：磷化膜具有良好的附着力，可以为金属表面的涂装提供良好的基础。
4.改善金属的焊接性能：磷化膜可以提高金属的焊接性能，减少焊接缺陷。
金相分析方法是研究磷化膜的重要手段，主要包括以下几个方面：1.光学显微镜观察：通过光学显微镜观察磷化膜的形态、结构和厚度等参数。
2.扫描电子显微镜（SEM）：扫描电子显微镜可以观察磷化膜的表面形貌和内部结构，进一步分析磷化膜的组成和性能。
3.X射线衍射（XRD）：X射线衍射用于分析磷化膜的晶体结构和相组成。
4.能谱分析（EDS）：能谱分析用于确定磷化膜的化学组成和元素含量。
磷化膜金相的应用领域广泛，主要包括：1.钢铁行业：磷化膜广泛应用于钢铁制品的防腐蚀、润滑和涂装等领域。
2.汽车制造：磷化膜在汽车零部件的防护、润滑和焊接方面具有重要意义。
3.电子电器：磷化膜可用于电子产品的外壳和内部零件的防腐蚀、抗氧化和涂装。
4.航空航天：磷化膜在航空航天领域的零件防护、润滑和涂装等方面具有重要应用价值。
磷化膜金相技术的未来发展方向包括：1.环保型磷化剂的开发：随着环保法规的日益严格，开发无污染、低能耗的环保型磷化剂将成为发展趋势。
2.高效能磷化膜制备技术的研究：提高磷化膜的性能，缩短磷化周期，降低成本，提高生产效率。
3.磷化膜智能化检测与控制：利用人工智能、大数据等技术实现磷化膜制备过程的智能化检测与控制，提高磷化质量。
4.跨学科研究：结合材料科学、化学、物理等多学科研究磷化膜，进一步揭示磷化膜的微观机理，为优化磷化工艺提供理论依据。
磷化膜金相
磷化膜金相磷化膜是一种表面处理技术，通过在金属表面形成一层磷化膜，起到保护金属、提高金属的耐腐蚀性、增强金属与涂层的附着力等作用。
在金属加工、制造业等领域具有广泛的应用。
本文将介绍磷化膜金相的分析方法及其应用，以期为相关领域提供参考。
一、磷化膜的定义与作用磷化膜是指在金属表面通过磷化反应形成的一层化合物膜。
其主要成分为磷酸盐和金属盐，具有以下作用：1.提高金属的耐腐蚀性：磷化膜能有效隔绝金属表面与外部环境的接触，降低金属的腐蚀速率。
2.增强金属与涂层的附着力：磷化膜具有良好的附着力，可提高金属表面涂层的耐久性和稳定性。
3.便于金属加工：磷化膜降低了金属表面的摩擦系数，使金属在加工过程中不易磨损。
二、金相分析方法金相分析是一种通过对金属组织结构进行观察和分析，以评价金属性能和质量的方法。
在磷化膜金相分析中，常用的方法有：1.光学显微镜观察：通过光学显微镜观察磷化膜的形态、厚度和均匀性，评价其质量。
2.扫描电子显微镜（SEM）观察：SEM能对磷化膜表面形貌进行高倍观察，分析其成分和结构。
3.X射线衍射（XRD）分析：XRD用于分析磷化膜的晶体结构和相组成。
三、磷化膜金相的分析步骤1.取样：从磷化处理的金属制品上切取适当大小的试样。
2.制备金相试样：采用金相切割机将试样切割成薄片，并抛光至镜面。
3.侵蚀：将抛光后的试样放入侵蚀液中，去除磷化膜表面的氧化物等杂质。
4.清洗：用去离子水冲洗侵蚀后的试样，去除残留的侵蚀液。
5.干燥：将清洗后的试样放入干燥器中，去除水分。
6.观察分析：采用光学显微镜、SEM和XRD等设备对磷化膜进行观察和分析。
四、磷化膜金相的应用领域磷化膜金相分析技术在以下领域具有广泛应用：1.金属加工行业：用于评价磷化处理效果，优化磷化工艺。
2.航空航天、汽车制造等领域：对高性能金属材料进行磷化处理，提高其耐腐蚀性和涂层附着力。
3.科研与教育：用于研究磷化膜的形成机理、性能与应用。
五、总结与展望磷化膜金相分析技术有助于评价磷化膜的质量和性能，为金属表面处理领域提供了有力支持。
磷化膜的作用
磷化膜的作用
嘿，朋友们！今天咱来聊聊磷化膜的作用。
这磷化膜啊，就像是金属的保护神！
你想想看，金属暴露在空气中，那多容易生锈啊，就像人没穿衣服在外面乱跑，肯定会受伤呀！这时候磷化膜就出现了，它紧紧地包裹住金属，给它穿上了一层坚固的“铠甲”。
有了这层铠甲，金属就不那么容易被腐蚀啦。
比如说汽车吧，那上面好多金属零件呢。
要是没有磷化膜，用不了多久，那些零件就会锈迹斑斑，车子还怎么开得顺畅呀？磷化膜就像是汽车的秘密武器，默默地守护着它，让它能在路上风驰电掣。
再看看家里的那些金属工具，像扳手啊、钳子啊之类的。
要是没有磷化膜，用着用着就生锈了，多烦人呐！有了磷化膜，它们就能长久地保持好用的状态，随时准备为我们服务呢。
而且哦，磷化膜还能增加金属表面的摩擦力呢！这就好比是给金属脚底抹了防滑粉，让它能更稳地抓住东西。
你说神奇不神奇？
它还能让金属表面更好上漆呢！就像给画画的纸先打了一层底，让颜料能更好地附着在上面，颜色也更鲜艳、更持久。
磷化膜不就是金属的好朋友嘛！一直默默地为金属付出，让金属变得更耐用、更可靠。
咱可不能小瞧了这磷化膜的作用啊，它真的是太重要啦！没有它，金属的世界可就要乱套啦！
咱生活中到处都有金属制品，磷化膜就像是它们背后的无名英雄。
它不声不响地工作着，保障着我们的生活正常运转。
下次当你看到那些光亮如新的金属制品时，可别忘了磷化膜的功劳哦！所以说啊，磷化膜的作用那真是杠杠的，谁用谁知道！
原创不易，请尊重原创，谢谢!。
碳钢磷化膜形成过程的研究
碳钢磷化膜形成过程的研究随着日益发展的科技水平，对各种材料的需求不断增加，人们越来越关注如何创造优质的高性能材料来应对不同的需求。
碳钢作为一种廉价易得的金属材料，具有优良的机械性能和可加工性，广泛应用于各种工业制品中。
碳钢它并不足以满足高强度和高耐腐蚀性能的要求，因此，在钢质传动组件、机械结构件等方面应用受到限制。
为了改善碳钢的机械性能和耐腐蚀性能，碳钢磷化膜的形成过程的研究已经受到了广泛的关注。
磷化膜是一种常用的表面涂层，具有优良的抗腐蚀性能。
在碳钢表面形成的磷化膜不仅可以提高碳钢的抗腐蚀性，而且还可以增强碳钢的抗摩擦性能和耐磨性能。
碳钢磷化膜形成过程大致可分为一般磷化过程、普通磷化过程、亚普通磷化过程和特殊磷化过程四种。
一般磷化过程是指在电解液中，磷酸铵等电解质以及在一定温度下电流作用下，使碳钢表面形成膜的过程。
普通磷化过程是指在磷化膜形成的初期，碳钢表面添加抗磷铝酸和氨水等剂量，控制磷化膜的成分和形成及结构，以达到改善机械性能的目的。
亚普通磷化过程是指在原有普通磷化基础上，通过添加剂量不同的电解质，以及改变温度、电流等操作参数，使磷化膜更加平整，厚度更均匀。
特殊磷化过程是指在电解液中加入一定量的添加剂，以达到改善膜性能的目的，以提高碳钢的抗腐蚀性能和抗摩擦性能。
碳钢表面的磷化膜的形成过程关系到碳钢磷化膜的性能，是提高碳钢表面性能的重要因素，研究其形成过程有重要的工程意义。
研究发现，碳钢表面形成磷化膜过程有四个阶段，分别是初始沉积阶段、稳定沉积阶段、表面结构演变阶段和磷化层抗腐蚀膜组织形成阶段。
在初始沉积阶段，磷化膜向碳钢表面沉积，并在表面形成初始磷化膜；在稳定沉积阶段，磷化膜的表面厚度和粗糙度可以得到调节；在表面结构演变阶段，磷化膜的细节结构可以得到控制；在磷化层抗腐蚀膜组织形成阶段，磷化膜的组织结构可以优化，以提高抗腐蚀性能。
通过研碳钢磷化膜形成过程，我们可以熟悉碳钢磷化膜的形成过程，从而选择有效的参数控制磷化膜的形成。
磷化表面处理 PPT课件
磷化处理
电化学机理：认为是一种微电池作用的结果
阴极反应：2H-+2e=H2 阳极反应：Fe-2e=Fe2+
Fe2+ +2H2PO4-=Fe(H2PO4)2
Fe(H2PO4)2= FeHPO4+ H3PO4
3FeHPO4= Fe3(PO4)2↓+ H3PO4
阴极反应：2H-+2e=H2
材料表面处理 技术
一、磷化处理 二、电泳
Generalization of material surface treatment technique
汽车涂装工艺
汽车涂装工艺，一般可分为两大部分：一是涂装 前金属的表面处理，也叫前处理技术；二是涂装的 施工工艺。表面处理主要包括清除工件表面的油污、 尘土、锈蚀、以及进行修补作业时旧涂料层的清除 等，以改善工件的表面状态。包括根据各种具体情 况对工件表面进行机械加工和化学处理，如磷化、 氧化和钝化处理。
磷化方法：浸渍法（耐腐蚀性能较好）和喷淋法
22:43:09
22:43:09
22:43:09
磷化后处理
为了提高磷化膜的防护能力，磷化后应对磷化
膜进行填充和封闭处理。填充处理的工艺是：
重铬酸钾 30～50 g/L
碳酸钠 2～4 g/L
温度 90～98 ℃
时间 5～10 min
填充后，可以根据需要在锭子油、防锈油或润
M(H2PO4)2 → MHPO4↓ + H3PO4 MHPO4 → M3(PO4)2↓ + H3PO4 可溶性的磷酸二氢盐水解生成不溶性的磷酸氢盐和磷酸 盐。
3Fe +2H3PO4 ＝Fe3(PO4)2 +3 H2 ↑ 反应生成的不溶于水磷酸盐在金属表面沉积成为磷酸盐 保护膜。
磷化膜——材料表面与界面
磷化膜汽车的喷涂工艺或者喷漆工艺，集中体现了材料的表面与界面的知识，而磷化膜就是其中一个对喷漆工艺有很大影响的部分。
磷化（Phosphorization）是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。
1、磷化过程的反应机理磷化过程的反应机理相对比较复杂，目前尚无统一的完整的理论。
磷化过程可归纳为化学反应和电化学反应，不同的磷化体系，不同的基材，磷化反应机理不尽相同，但大都包括以下几个步骤：（1）基体金属溶解：当工件浸入磷化液时，磷化液中游离的磷酸把工件表面的铁溶解并放出氢气，降低了磷化界面的酸度，这是磷化反应的起点，可净化金属表面，破坏磷化槽液中的水解平衡，使水解反应向生磷化膜方向进行，界面处浓度降低。
Me-2e→Me2+2H++ 2e→2 [H]→H2↑（2）促进剂加速：铁溶解过程释放出的氢气吸附在工件表面上，阻止了磷化膜的形成，为加速反应，常加入氧化型促进剂，去除氢气，界面处H+浓度可进一步降低。
[o]+[H]→[R]+H20（3）磷酸根的多级离解：磷化液的基本成分是一种或多种重金属的酸式磷酸盐，其分子式一般用Me(H2P04)2, Me通常指锌、铁、锰等金属离子。
这些酸式th溶于水，在一定条件发生水解反应，产生游离磷酸。
由于界面处H+浓度急剧下降，导致磷酸根离子各级离解平衡向右移动，最终离解出PO43-。
Me(H2PO4)2→MeHPO4+H3PO43 MeHPO4→Me3(PO4)2+ H3PO4H3PO4→H2PO4-+H+→HP042-+2H+→PO43-（4）磷酸盐沉淀结晶成膜当溶液中离解出的PO43-与界面处的金属离子达到溶度积常数Ksp时，就会形成磷酸沉淀结晶成膜。
3Zn2++2 PO43- +4H20→Zn3 (PO4)2·4H202Zn2++Me2++2 P043- +4H20→Zn2Me (P04)2·4H20 例如上述磷酸锌生成的Zn3(PO4)2·4H20和Zn2Fe(PO4)2·4H20的结晶体，其中Me2+代表的是其他金属离子。
告诉你，粉末涂装前处理——磷化的原理及分类是怎样的？
告诉你，粉末涂装前处理——磷化的原理及分类是怎样的？★★所谓磷化处理是指金属表面与含磷酸二氢盐的酸性溶液接触，发生化学反应而在金属表面生成稳定的不溶性的无机化合物膜层的一种表面的化学处理方法。
所形成的膜称为磷化膜。
1、磷化的原理磷化的成膜机理为：（以锌系为例）a) 金属的溶解过程当金属浸入磷化液中时，先与磷化液中的磷酸作用，生成一代磷酸铁，并有大量的氢气析出。
其化学反应为：Fe+2H3PO4=Fe (H2PO4)2+H2·↑ (1)上式表明，磷化开始时，仅有金属的溶解，而无膜生成。
b) 促进剂的加速上步反应释放出的氢气被吸附在金属工件表面上，进而阻止磷化膜的形成。
因此加入氧化型促进剂以去除氢气。
其化学反应式为：3Zn(H2PO4)2+Fe+2NaNO2=Zn3(PO4)2+2FePO4+N2↑+2N aH2PO4+4H2O (2)上式是以亚硝酸钠为促进剂的作用机理。
c) 水解反应与磷酸的三级离解磷化槽液中基本成分是一种或多种重金属的酸式磷酸盐，其分子式Me(H2PO4)2，这些酸式磷酸盐溶于水，在一定浓度及PH值下发生水解泛音法，产生游离磷酸：Me(H2PO4)2=MeHPO4+H3PO4 ( 3 )3MeHPO4=Me3(PO4)2+H3PO4 ( 4 )H3PO3=H2PO4-+H+=HPO42-+2H+=PO43-+3H+ ( 5 )由于金属工件表面的氢离子浓度急剧下降，导致磷酸根各级离解平衡向右移动，最终成为磷酸根。
d) 磷化膜的形成当金属表面离解出的三价磷酸根与磷化槽液中的（工件表面）的金属离子（如锌离子、钙离子、锰离子、二价铁离子）达到饱和时，即结晶沉积在金属工件表面上，晶粒持续增长，直至在金属工件表面上生成连续的不溶于水的黏结牢固的磷化膜。
2Zn2++Fe2++2PO43-+4H2O→Zn2Fe (PO4)2·4H2O↓ ( 6 )3Zn2++2PO42-+4H2O=Zn3(PO4)2·4H2O ↓ ( 7 )金属工件溶解出的二价铁离子一部分作为磷化膜的组成部分被消耗掉，而残留在磷化槽液中的二价铁离子，则氧化成三价铁离子，发生（2）式的化学反应，形成的磷化沉渣其主要成分是磷酸亚铁，也有少量的Me3(PO4)2。
磷化膜的组成及成膜机理
磷化膜的组成和成膜机理深圳雷邦磷化液工程部编辑磷化膜的形成过程是一种人工诱导及控制的腐蚀过程，阳极不断有金属溶解，阴极不断有氢气析出，晶粒不断生成且继续成长，直到生成连续的不溶于水的磷化膜。
磷化膜的形成，成倍地提高了分层的耐蚀性能和耐水性能，是公认的涂层的良好基底。
目前在薄板金属件的涂漆，100%倾向于先采用磷化处理，铸件在涂漆前也采用了磷化处理。
一、磷化膜的特性（1）多孔性磷化膜具有多孔性的主要原因是磷化膜通常由许多大小相差悬殊的结晶组成，这些结晶从晶核散布开来，然后连接在一起，逐步覆盖整个工件的磷化表面。
磷化膜的空隙率由许多因素确定，一般占磷化表面积的0.5%-1.5%。
一般磷化膜越厚,空隙率越低;结晶的细度越细密，空隙率越小；磷化膜质量增大，空隙率减少；但空隙率还与磷化膜的化学成分等有关系。
(2)膜重磷化膜的厚度一般为1-50μm，对于涂装前处理的磷化膜膜重一般用每单位面积的质量来表示，单位为g/㎡磷化膜的膜重与膜厚的关系见表1,膜重与磷化膜的用途有极大的关系，涂装前磷化膜的膜厚要求小于10g/㎡，一般在1-4g/㎡。
(3)抗蚀性磷化膜可为基体提供重要的防护作用，可防止腐蚀介质对金属工件的侵蚀。
这是因为磷化膜具有不良导体性质，可以抑制金属工件表面微电池的形式，有效阻止腐蚀。
但由于磷化膜是多孔的，所以单纯磷化膜的抗蚀性是有限的。
(4)与金属工件的结合性能磷化膜与金属工件的结合性能，决定于磷化膜在晶界的生根情况，也取决于最佳定向结晶的百分数。
(5)与涂膜的结合性能磷化膜能为涂膜创造良好的底层，决定于是多孔性的膜体表面，徐料可渗人其中，增加金属工件的表面积，同时涂料形成的涂膜和磷化膜可以相互渗透，提高涂层的结合能力。
(6)绝缘性能磷化膜是非金属涂层，是电的不良导体，它能使金属工件表面由优良导体转变为不良导体。
二、磷化膜的组成表2列出了相应的磷酸二氢盐为主要成分的溶液进行处理可获得的磷酸盐转化膜。
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磷化膜汽车的喷涂工艺或者喷漆工艺，集中体现了材料的表面与界面的知识，而磷化膜就是其中一个对喷漆工艺有很大影响的部分。
磷化（Phosphorization）是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。
1、磷化过程的反应机理磷化过程的反应机理相对比较复杂，目前尚无统一的完整的理论。
磷化过程可归纳为化学反应和电化学反应，不同的磷化体系，不同的基材，磷化反应机理不尽相同，但大都包括以下几个步骤：（1）基体金属溶解：当工件浸入磷化液时，磷化液中游离的磷酸把工件表面的铁溶解并放出氢气，降低了磷化界面的酸度，这是磷化反应的起点，可净化金属表面，破坏磷化槽液中的水解平衡，使水解反应向生磷化膜方向进行，界面处浓度降低。
Me-2e→Me2+2H++ 2e→2 [H]→H2↑（2）促进剂加速：铁溶解过程释放出的氢气吸附在工件表面上，阻止了磷化膜的形成，为加速反应，常加入氧化型促进剂，去除氢气，界面处H+浓度可进一步降低。
[o]+[H]→[R]+H20（3）磷酸根的多级离解：磷化液的基本成分是一种或多种重金属的酸式磷酸盐，其分子式一般用Me(H2P04)2, Me通常指锌、铁、锰等金属离子。
这些酸式th溶于水，在一定条件发生水解反应，产生游离磷酸。
由于界面处H+浓度急剧下降，导致磷酸根离子各级离解平衡向右移动，最终离解出PO43-。
Me(H2PO4)2→MeHPO4+H3PO43 MeHPO4→Me3(PO4)2+ H3PO4H3PO4→H2PO4-+H+→HP042-+2H+→PO43-（4）磷酸盐沉淀结晶成膜当溶液中离解出的PO43-与界面处的金属离子达到溶度积常数Ksp时，就会形成磷酸沉淀结晶成膜。
3Zn2++2 PO43- +4H20→Zn3 (PO4)2·4H202Zn2++Me2++2 P043- +4H20→Zn2Me (P04)2·4H20 例如上述磷酸锌生成的Zn3(PO4)2·4H20和Zn2Fe(PO4)2·4H20的结晶体，其中Me2+代表的是其他金属离子。
由于金属表面氧化过程的产生，从而破坏了磷化液的电离与水解平衡，随着磷化的不断进行，游离H3PO4的不断消耗，促进了原电离反应和水解反应的进行，Me2+、H2PO4-及PO43-浓度不断增大，当磷化反应进行到MeHPO4, FeHPO4、及Me3(PO4)2等物质浓度分别达到其各自的溶度积时，这些难溶的磷酸盐便在被处理金属表面活性点上形成晶核，并以晶核为中心不断向表面延伸增长而形成晶体;晶体不断经过结晶一溶解一再结晶的过程，直至在被处理表面形成连续均匀的磷化膜。
磷酸盐与水分子一起形成磷化晶核，晶核继续长大成为磷化晶粒，无数晶粒紧密堆积形成磷化膜。
磷化膜分为假转化膜和转化膜两种，假转化膜靠磷化液本身所含的阳离子来成膜，膜是结晶型的，转化膜靠铁基体腐蚀产生的铁离子成膜，加入的碱金属离子不参与成膜，膜属无定型的。
初生的Fe-Zn混合磷酸盐，由于铁参与成膜反应，故与基体金属的结合力非常好。
磷酸盐膜中一般总有含铁层的存在，但膜层中含铁量增高，膜层的耐蚀性将下降。
磷酸盐膜的孔隙率一般为0. 5-1. 5%,属晶体结构，主要由重金属的二代和三代磷酸盐的晶体构成，不同的磷化液得到的膜层组成不同。
锌系磷化膜主要由斜方晶体Zn3(PO4)2·4H20(H相)和单斜晶体Zn2Fe(PO4)2·4H20(p相)组成。
Zn3(PO4)2·4H20结晶是斜方晶系结构(a=1.0629nm, b=1.8339nm, c=0.504nm)，其骨架为[ZnO4]或[P04]的四面体和[Zn02(H2O)1]的七面体;Zn2Fe(PO4)2·4H20结晶是单斜晶系结构(a=1. 03nm, b=0. 508nm, c=1. 055nm, β=121. 140)，骨架为[Zn2P2O7]四面体和[Fe (H20) 4]的八面体。
2、影响磷化质量的因素分析（1）游离酸度的影响。
游离酸反映磷化液中游离酸的量，游离酸度过高，磷化速度慢，膜层不连续，结晶粗大，疏松、易泛黄；过低磷化槽液不稳定，沉渣量大，磷化膜成膜困难，表面易产生浮粉。
随着游离酸度的增加，基体的腐蚀也随之增加，降低游离酸浓度可减少基体腐蚀量。
酸比(总酸度与游离酸度的比值)提高可加快反应速度，使磷化膜薄而致密，但酸比过高会使膜层过薄，易引起工件挂灰；酸比过低，磷化反应速度缓慢，磷化晶体粗大多孔，耐蚀性低，磷化工件易生黄锈。
（2）温度的影响。
磷化处理温度是成膜的关键因素，温度升高，成膜速度加快，磷化反应可在较短的时间内完成。
按温度分类磷化一般分为三种类型:高温磷化(800C以上)、中温磷化(45-700C)和常温磷化(250C以下)。
前者耐蚀性好、磷化速度快，但也存在能耗高、结晶粗大、槽液沉渣多、稳定性差等缺点，难以满足口益发展的金属加工业的要求。
为了解决中高温磷化所存在的问题，节约能源，提高工作效率，降低生产成本。
目前国内外磷化工艺正朝着常温低渣快速方向发展。
但在常温磷化中，由于温度的降低不利于磷化反应的进行，因此常温磷化成膜较为缓慢，磷化膜质量难以得到保证。
温度过低，成膜离子浓度总达不到浓度积，不能生成完整磷化膜。
磷化温度升高能够提高磷化液中反应活化分子的百分含量以及反应分子的热运动，从而大大提高磷化速度。
温度升高还加快了氢气析出的速度，使锌表面pH迅速升高，加速了膜层的形成速度;另外，由于不溶性四水磷酸锌的溶解度随温度的升高而降低，因此升高温度就等于加快磷酸盐的沉淀速度。
磷化的主要反应为：2H++ 2e→2 [H]→H2↑3Zn2++2 PO43- +4H20→Zn3 (PO4)2·4H20上述反应的平衡常数为：K= [H2P04- ]2/ [Zn3(P04)2·4H20]3平衡常数K是温度的函数：logK= - △H/(2.303RT) +CK随温度的变化而变化。
水解反应是吸热过程，升高温度使K值增大，K值增大，促进了水解反应，有利于磷化膜晶体的形成。
同时水解反应的增强，增加了体系中H3PO4的浓度，从而促进了金属表面的阳极氧化反应，提高整个磷化速度。
同时，磷化温度的升高提高了磷化液中反应活化分子的百分含量以及反应分子的热运动，从而大大提高磷化速度。
温度升高有利于磷化反应的进行;但对不同的磷化体系，磷化温度应控制在一定的工艺范围内。
温度过高或过低都将影响磷化的进行。
温度过高则反应过快，磷化膜结晶粗大疏松。
（3）促进剂的影响。
如果在磷化液中加入有效的促进剂，则发生下列反应：Zn+[O]+2H3PO4→Zn3(P04)2·4H20+H20[o]表示促进剂，例如当促进剂的氧化能力较强时，此反应的标准焓△H1可达到-376.6 kJ/mol，反应3Zn2++2 PO43- +4H20→Zn3 (PO4)2·4H20的标准焓△H2约为221.8 kJ/mol，总的△H=△H1+ △H2= -151.8 kJ/mol <0。
此时无须从外部吸收热量，在常温下磷化反应也可顺利进行，因此实现常温磷化的关键在于是开发出高效促进剂。
因而促进剂可以对磷化产生很大的影响。
（4）其他。
其他如磷化膜的干燥程度、其他离子影响等等也会对磷化产生影响，但是比较复杂，不再赘述。
3、磷化的具体应用磷化能够给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀，也能用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力，而汽车的喷涂工艺中的磷化就是使用的磷化。
汽车的喷漆大致有以下几层：基层（合金材料）、底漆、腻子层（原子灰粉层）、中涂层、面漆层。
所以在汽车的喷漆工艺中涉及到的材料界面现象有：基层—底漆层、底漆层—腻子层、腻子层—中涂层、中涂层—面漆层，有些还要在面漆的基础上喷清漆（总体上来说也属于面漆），而且在喷漆的时候也不是一次性就喷好每一层，比如刮腻子（补原子灰）就需要几次，而面漆也是需要两次喷漆，所以总体上来说，这里涉及到的材料界面现象就很多了。
当然，喷漆完成后还有与空气接触的表面问题。
喷漆工艺中最重要的就是要使整个喷漆层牢牢地和车身结合在一起，而整个汽车车身一般说来都是合金材料。
在进行喷涂前，需要进行除油、除锈、清洗，生成磷化膜等步骤。
其中除油、除锈等工艺很好理解，这是为了提高车身与喷漆的粘合性能，而生成磷化膜一步非常重要。
金属表面在除油、除锈后，为了防止重新生锈，通常要进行化学处理，使金属表面生成一层保护膜，该膜通常只有几微米，主要起增强涂层和底材附着力的作用，较厚的膜层还能增强防锈性能。
而常用的、而且在汽车喷漆工艺中使用的便是磷化膜。
汽车车身材料（主要是合金材料）经含有锌(Zn)、锰(Mn)、铬(Cr)、铁(Fe)等磷酸盐的溶液处理后，在基底金属表面形成一种不溶性磷酸盐膜，此种过程称为磷化。
磷化使金属表面形成一层附着良好的保护膜，以在汽车喷漆工艺中一般使用的磷酸锌为例，在氧化剂的存在下，所生成的磷化膜为Zn3(PO4)2·4H20和Zn2Fe(PO4)2·4H20的结晶体，该磷化膜厚通常为0.1—50μm。
磷化膜虽然薄，但由于它是一层非金属的不导电隔离层，能使金属工件表面的优良导体转变为不良导体，抑制金属工件表面微电他的形成，进而有效阻止涂膜的腐蚀。
假如金属直接涂装时，当涂层破坏时，在该处发生微电池腐蚀，由于金属导电，加上涂层与基体之间的毛细管现象，把徐层下电解液吸出来，腐蚀就向四面八方扩散，引起膜下的腐蚀和涂层起泡。
如果金属上有磷化膜则不同，腐蚀仅局限于遭到破坏的区域，这是由于金属表面为不导电的磷化膜所隔绝，而磷化膜牢固地附着在基体上，防止了电解液的横向扩展，故可有效地抑制膜下腐蚀。
磷化膜与金属工件是一个结合紧密的整体结构。
其间没有明显界限。
磷化膜具有的多孔性，使封闭剂、涂料等可以渗透到这些孔隙之中，与磷化膜紧密结合，从而使附着力提高。
研究表明钢铁表面磷化后比不磷化涂装性能提高两倍以上。
而且不仅如此，磷化后磷化膜能够阻止金属层与涂装材料之间的反应。
所以说磷化是必不可少的一个工艺。
【参考文献】[1]牛丽媛.镁合金锌系复合磷化膜成膜机理、微观结构及性能的研究[D].吉林：吉林大学[2]李永霞.基于底漆的客车车身防腐性能研究[D].吉林：吉林大学[3]何健.铸铁中温磷化新技术研究[D].重庆：重庆大学[4]兰伟，何红林，张丁非等.镁合金磷化工艺及磷化膜性能的研究[J].材料保护，2006[5]苏晓贺.镁合金磷化工艺及耐蚀性研究[D].沈阳：沈阳工业大学。