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钼酸钠的实验结果表明

发表时间:2013-05-16

钼酸钠在常温磷化中的作用李现涛,魏 雨(河北师范大学化学与材料科学学院,河北石家庄 050016)[摘 要] 通过硫酸铜点滴试验、膜重分析、扫描电镜(SEM)观察和极化曲线测试等方法研究了钼酸钠对常温磷化中所得磷化膜性能的影响,同时对钼酸钠在磷化液中的作用机理做了初步探讨。结果表明,钼酸钠在该磷化液中的最佳含量为3g/L;此时磷化膜微观结晶为颗粒状,且晶粒均匀连续;添加钼酸钠后所得磷化膜的自腐蚀电位变大,交换电流密度变小,耐腐蚀性明显增强。

磷化是一个吸热过程,而且磷酸盐的溶解度随温度的升高而降低,单纯靠提高温度来促进磷化成膜,将引起能源、药品的浪费和生产环境的恶化。在磷化液中添加成膜促进剂,可使磷化过程顺利进行,有利于形成更好的膜层[2]。目前,常用的促进剂有亚硝酸盐、氯酸盐等,但亚硝酸盐有毒,氯酸盐在磷化过程中产生的氯离子会影响磷化膜的耐蚀性。钼酸钠作为一种新型常温磷化液促进剂,具有无毒、低污染等优点,是当前研究的热点[3]。但由于其磷化时间长、磷化效果较差等缺点,限制了它的广泛应用。为此,本工作通过硫酸铜点滴试验、膜重分析、扫描电镜(SEM)分析及极化曲线测试等方法研究了钼酸钠的加入对磷化膜性能的影响,并初步探讨了钼酸钠在常温磷化液中的作用机理,为钼酸钠常温磷化液的进一步研究与应用提供了试验基础。

未添加与添加3g/LNaMoO4试样极化曲线

作用机理初探MoO2-4是较为理想的常温磷化促进剂,同时具有钝化和净化作用[6]。其电极电位比铁高,可以通过电化学反应沉积在钢铁表面,在新构成的铁2钼金属微电池中起微阴极作用,增加阴极表面积。在磷化体系中,钼酸盐与磷酸盐又能转化为以P(V)为中心原子,钼酸酐为配位体的磷钼杂多酸离子[P(Mo3O10)4]3-或[P(Mo2O7)6]7-等。这种杂多酸的氧化能力比MoO2-4强得多[7],能促使阴极表面去极化,提高微电池电流密度,使阳极表面大部分被封闭,从而增加阴、阳极面积比,加快常温下磷化膜的形成速度。钼酸盐虽然具有显著的氧化加速和缓蚀成膜的双重作用,但其浓度并非越高越好,有一个最佳范围[8]:加入过量,磷化反应会产生大量的“钼篮”,使溶液变蓝色。虽然“钼篮”是一个体积较大的阴离子,配位能力强,能保持溶液的清澈透明,但过量的氧化剂会使钢铁表面发生钝化而得不到理想磷化膜,反而造成浪费。

钼酸钠添加量为3g/L时,所得磷化膜结晶为颗粒状,且晶粒均匀连续;试样自腐蚀电位变大,交换电流密度变小,耐腐蚀性明显增强.

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