磷化液中总酸与游离酸的定义与皮膜品质关系
发布时间:2007-04-02
发布者: 张文达 专家
阅读量: 24001
评论数: 16
按照检验的方法可以测试出总酸度(TA)与游离酸度(FA),而酸比(AR)=总酸度(TA)/游离酸度(FA)。 因此,总酸度和游离酸的关系的表示方式就是“酸比”。 一、总酸与游离酸的关系 是的,总酸和游离酸的关系的简单表示方式就是“酸比”。可是仅仅谈酸比这样的指针性问题的同时,还有很多的意义是必须让大家了解,因为这是品质与管理的直接关系。 大家都知道酸比是浓度管理的依据,实际上除了浓度外,还有温度和时间也是同时必须管理的,这三个因素是整体磷化的反应机构中不可或缺的。一般磷化的场合,温度和时间基本是固定的控制着,所以直接影响磷化品质的因素就只有浓度。 然而浓度的稳定性是由原料和制造工艺来决定的,在浓度里大做文章就会产生很不一样的磷化品质,甚至会产生不一样的磷化成本。最近有很多的朋友问过这样的问题真是不胜枚举,全部都是根本的问题,所以对于总酸度(TA)与游离酸度(FA)的定义,必须使大家都能明确了解才行。 二、酸比的作用 酸比的作用是和温度及皮膜有关,一般在讨论酸比时是以固定的总酸度而言,随着游离酸度的变化而产生不同的酸比。正确的酸比是:酸比大(10~30)则温度低(50℃~常温),酸比小(5~7)则温度高(70~90℃)。而酸比大温度高或酸比小温度低时,则磷化反应无法顺利完成。除了特殊的场合外,基本上酸比大时则皮膜薄,酸比小时则皮膜厚。 皮膜的重量、厚度和总酸度呈正比关系,但是必须考虑所有物质的平衡性,所以并不是无限制的皮膜量,不是因为总酸度高或处理时间长就可以得到重的皮膜。因为在磷化皮膜生成的过程中,主要是溶液的酸碱度(PH值)达到平衡时,反应就会逐渐停止,这可以从反应的气泡由大变小的过程得知,因此皮膜的生成就会逐渐完成。 一般处理物为钢铁时,其反应机构如下:  1.化学反应(化) 铁+磷酸(游离酸)→磷酸二氢铁(铁分)+氢气(气泡) ......(1)               ↓        ↓ ↓〔促进剂〕   ↓〔促进剂〕 ↓        └→水 .........(2)               └→磷酸铁(淡黄色沉渣) .........(3)  2.皮膜生成反应(成)    磷酸二氢锌→磷酸锌(H皮膜)+磷酸 ...............(4)    铁(离子)+磷酸二氢锌→磷酸锌铁(P皮膜)+磷酸 ........(5) 三、磷化液的制作原理 这里是要谈到磷化液的制作过程,其实并不是很难的。有的家庭作坊仍旧使用磁器的水缸以人工生产;好点的使用塑料桶,小桶的用人工,大桶的用搅拌机;而生产量比较大的使用不锈钢反应釜。总之,先不论制作品质,大家应该知道磷化液的制作是很简单的,而且发现除了国际知名的大公司外,从事这种工作的大都没有化工基础,只会偷工减料大赚黑心钱,所以磷化液的品质一直为人所诟病。 制作磷化液的三大基础原料是1.磷酸(70~85%) 2.硝酸(40~98%) 3.氧化锌(99.5~99.7%) 依混合酸化学反应的先后顺序,则磷化液的化学反应式为: 1.硝酸+氧化锌→硝酸锌+水   2.磷酸+氧化锌→磷酸+磷酸二氢锌+磷酸锌+水 所以磷化液的组成=磷酸+磷酸二氢锌+磷酸锌+硝酸锌+水 注:按《化工产品物性辞典》解释 1.磷酸二氢锌为白色结晶或黏稠状液体,溶于水和酸,水溶液呈酸性。为磷化皮膜剂的主要成分,用于钢铁的防腐蚀。 2.磷酸锌为无色斜方结晶或白色微晶粉末,溶于无机酸(盐酸、硫酸、硝酸、磷酸);不溶于乙醇;水中几乎不溶,其溶解度随温度上升而减少。 要先知道磷化液的制作原理,才能推演总酸和游离酸的定义。大家从磷化液的组成(磷酸+磷酸二氢锌+磷酸锌+硝酸锌+水)里可以得知游离酸和总酸了。 没错,游离酸就是──磷酸,真的很简单!那么,总酸呢? 四、总酸与游离酸的定义 其实,游离酸的定义除了99%来自磷酸外,还有1%来自磷酸二氢锌,不过只用磷酸来定义游离酸也是可以的。现在大家应该可以知道总酸的定义=磷酸+磷酸二氢锌+磷酸锌+硝酸锌,为什么?一一解释如下:(化学常识) 1.磷酸→有游离酸和总酸,而且酸比约为2 2.磷酸二氢锌→主要是总酸,几乎没有游离酸 3.磷酸锌→只有总酸 4.硝酸锌→只有总酸 再接再厉的来谈谈这些总酸所延伸出来的作用,那么对磷化液就更可以清晰如纯净水了。 五、皮膜品质 整个磷化的反应过程里,处理温度和处理时间的管理可以说是物理性质,而浓度的管理是和皮膜品质产生直接性密切关系的化学性质,这是众所周知的事实。因此,特别要剖析浓度的奥妙给大家知道,因为这样的磷化技术已经开始普及到每个地区,甚至于普及到每个工厂。原因是现行环境的趋势,为了将磷化工艺成本(磷化液的危险品运输+包装=1000~2000元/吨)降至最低(零),所以由每个使用单位自行制作磷化液的机制开始运作起来,所以必须了解磷化液的制作技术以及基本原理。 ◎制作技术:按照使用量分别是锌锭法与氧化锌法或锌钙法。 1.氧化锌法──磷化液(指比重为1.54)的使用量为每月15吨以下的适用。 2.锌锭法──磷化液(指比重为1.54)的使用量为每月15吨以上的适用。 3.锌钙法──磷化液(指比重为1.54)的使用量为每月10吨以上且拉拔变形小的适用。 ◎基本原理:总酸与皮膜品质关系 1.磷酸→与钢铁反应产生氢离子消费,带动反应的酸碱值上升。 2.磷酸二氢锌→为磷化皮膜的唯一成分,因反应的酸碱值上升而生成皮膜结晶。直接对皮膜的厚薄及品质发生唯一的变化,所以是考虑加工适用性(加工变形量)的重点。 3.磷酸锌→为无效成分,因此必须在制作过程中避免产生,以减少损失。 4.硝酸锌→在反应过程中担任安定的作用,稳定磷化工作液的组成,兼具初级的氧化平衡,防止磷酸二氢锌因反应过程变成磷酸锌的悬浮沉渣(异常沉渣)。 有关现场操作问题是比较复杂的,要以个案的类别不同而有许多的讨论空间,所以不能在此提出解释。
全部评论 共 16
评论者:TW-Sean
基礎原理表達得淺顯易懂,很多理念說明得很清楚。 具有化工背景的很容易理解。
2021-12-03
评论者:网友
这个东西很好做的
2019-02-21
评论者:春雨公司
说的很有道理
2010-07-11
评论者:田先生
请跟我联系13733595433
2010-06-06
评论者:846799102
不是还有氧化锌么。
2009-12-07
评论者:张火富
张老师,我做这行已经好几年了,由于我不懂化学,一直做不好。你愿意帮助我吗我的电话是。
2009-05-28
评论者:zktf
磷 化液做盐雾试验返锈是正常的
2009-04-28
评论者:黄蜂
说得很透彻
2009-04-20
评论者:网友
看是简单的问题。没有一定的经验有许多细节是不会懂得的
2008-11-06
评论者:wgax123@sohu.com
老师您好:我想请教您,低碳钢酸洗以后(硫酸),为何有一层黑色表皮,并且出现铁锈,谢谢您,
2008-07-07
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