پوشش فسفاته به منظور آماده سازی سطوح آهنی، استيل، استيل گالوانيزه يا آلومينيوم میباشد كه توسط يك محلول رقيق اسيد فسفريك و مواد شيميايی ديگر صورت میگيرد. در این روش از پوشش دهی، سطح فلز با محلول اسيد واكنش شيميايی داده و يك لایه محافظت كننده از كريستالهای فسفات بر روی سطح ايجاد میكند.
پوشش فسفاته چیست؟
پوششهای واسط فسفاته در اثر واكنش بين يونهای فسفات با سطح فلز، روی آن ايجاد میشود. مكانيزم عمل به اين صورت است كه محلول اسيدی حاوی فسفات آهن يا روی به صورت پاششی يا غوطهوری با قطعه مورد نظر تماس پيدا میكند. در لايه واسط بين محلول و سطح، PH افزايش میيابد و در اثر اين افزايش، كريستالهای فسفات، روی سطح رسوب میكنند. با رسوب اين كريستالها، پوشش ايجاد میشود. اين پوشش واسط، هم سطح را در مقابل خوردگی محافظت میكند و هم تضر س (سطح دندانهای ) لازم را برای پذيرش رنگ ايجاد مینمايد.
انواع پوشش فسفاتهها
فسفاتها به چند دسته مهم تقسيم میشوند:
- فسفاتهای آهن: اين دسته سبك هستند و ساختمان كريستالی ندارند و معمولاً با مقدارهای ۸-۰٫۱۶g/m2 استفاده میگردند.
- فسفاتهای منگنز: اين دسته وزن سنگينی دارند و دارای ساختمانی كريستالی هستند و با مقدارهای ۷٫۵-۳۰g/m2 استفاده میشوند. بطور كلی منگنز برای وسائل مهندسی كه احتياج به محافظت در برابر شكستن يا سائيدگی دارند، بكار برده میشود.
- فسفاتهای روی: پوشش سبك اصلاح شده فسفات روي دارای ساختمان خوب بلوری بنام شولزيت (scholzite crystals) میباشد كه اندازة قطر بلورها بين ۳/۰ تا ۱ ميكرون است و با مقدارهای ۱-۴٫۵ g/m2 استفاده میشوند. اين نوع پوشش، سطح فعالی جهت چسبيدن رنگ همراه با حداكثر مقاومت در برابر خوردگی بوجود میآورد.
انواع فرمولاسیون فسفاتها
بايد به اين مطلب اشاره كنيم كه فرمولهای نمك فسفات از ۵ تا ۱۰ ماده تشكيل شده كه به صورت کلی در ۳ دسته زير تقسيم بندی میشوند:
- – پايه اسيدی فسفاته كه عموماً از اسيد فسفريك استفاده میشود.
- – نمك فلزی كه بسته به نوع فسفاتهايی است كه مصرف میكنيم.
- – شتاب دهندهها (accelerator) كه تركيباتی هستند كه براي تسريع زمان فرآيند، طولانی كردن عمر مفيد حمام فسفاته و ايجاد يك پوشش با كيفيت عالی و يكنواخت به كار میروند. بعضی از این محصولات بر اساس زمان مصرفشان، بعضی بر اساس يكنواختي لايه فسفاته كه به سطح ميدهند و بعضي بر اساس ماندگاري تقسيم بندي ميشوند. مواد اكسيدان از مهمترين شتاب دهندههايي هستند كه به طور معمول به فرمولاسيون محلول فسفاته افزوده ميشوند. اين مواد با تبديل يون فرو به فريك بر روی دپلاريزاسيون هيدروژن كه خود به وسيله واكنش اسيد فسفريك و فسفات اسيدها حاصل میشود، اثر مفيدی اعمال میكنند.
نحوه عملکرد پوشش فسفات
فسفات (PO4-3) با توجه به ساختارش، پيوندی را با آهن تشكيل میدهد و از طرفی باندهايی را آزاد گذاشته تا رنگ به آن محلها بچسبد و اين امر باعث میشود كه يك پيوند شيميايی بين ۳ لايه (آهن، لايه فسفات و رنگ) داشته باشيم. اين عمل، ۳ نتيجه مثبت به همراه دارد:
جلوگيری از خوردگی.
جلوگيری از صابونی شدن.
تحكيم پيوندهای يونی بين ۳ لايۀ مذكور.
کاربرد فسفاتهها
همان طور كه قبلا نیز اشاره شد، مهمترين كاربرد پوشش فسفات در صنايع فلزی، افزايش خاصيت چسبندگی رنگ به فلز میباشد. همچنین، شایان ذکر است که این محصول بر روی ظاهر و سختی سطح فلز، خواص الكتريكي و مقاومت در برابر خوردگی نیز تأثير میگذارد. پوشش های فسفاته لایه ای برای جذب روغن و واکس یا سایر مواد ضد غبار ، یا جهت تسهیل در شکل دادن سرد، همچنین به عنوان واسط چسب برای چسباندن لاستیک یا پلاستیک روی فلز و بسیاری موارد دیگر بکار برده می شوند.