Foszfáttartalmú konverziós rétegek evolúciója a felületkezelésben: vasfoszfátozás molibdátadalékkal
Absztrakt
Az ipari foszfátozó eljárásoknál, kataforetikus mártófestés előtt, általában cinkfoszfáttartalmú kezelő oldatokat használnak a fémtárgy és a festékbevonat közötti konverziós vékonyrétegek leválasztására. Ugyanezen célból vasalapú ötvözetek (acélok, öntöttvasak) felületén emellett vasfoszfátos rétegek is kialakításra kerülnek, többnyire szórással és megfelelő adalékok alkalmazásával. A cinkfoszfátozott felületek jellemzően kristályos réteggel borítottak, melynek a kémiai összetétele is általában viszonylag könnyen meghatározható. Vasfoszfátozott acéltárgyak, illetve acél mintalemezek felületén ugyanakkor csak hosszabb idejű mártóeljárással alakítanak ki kristályos konverziós rétegeket, és többnyire csak laboratóriumi körülmények között. Az ipari vasfoszfátos bevonatok általában csak 0,1 μm körüli vastagságúak, amorf jellegűek, és a pontos kémiai összetételük meghatározása is kifejezetten nehéz feladat. Ugyanakkor a saját laborató riumi vizsgálataink során a GD OES optikai emissziós mélységprofi l-elemzéssel, értékes kémiai elemösszetételi adatok nyerhetők még ezen röntgenamorf vékonyrétegekről is. A GD OES fel vételeken kimutatható volt a leválasztott oxidos-hidroxidos és kötött-vizes vasfoszfátos-molib dátos vékonyrétegek elemi összetevői közül, az oxigénhez képes jóval könnyebben detektálható Fe, P, Mo, Mg, Na, Ca, és K elemek jelintenzitásainak mélység szerinti változása. Egyéb vizsgálati eredményeinket (rétegtömegek, OM- és SEM-felvételek, EDS röntgenanalízis) is fi gyelembe véve, összegzésképpen megállapítható, hogy a molibdátadalékos vasfoszfátozás ígéretes környezet barát és költségtakarékos alternatíva lehet az eddig kifejlesztett és az iparban alkalmazott jelenlegi, ipari foszfátozó felületkezelő eljárások mellett.
Hivatkozások
Yakubovich O., Khasanova N., Antipov E.: Mineral-inspired materials: Synthetic phosphate analogous for battery applications. Minerals, 10 (2020) 524. https://doi.org/10.3390/min10060524
Frost R. L., Weier M. L., Martens W., Kloprogge J. T., Ding Z.: Dehydration of synthetic and natural vivianite. Thermochimica Acta, 401(2) (2003) 121-130. https://doi.org/10.1016/S0040-6031(02)00505-1
Herbáth B., Kovács K., Jakab M., Makó É.: Crystal structure and properties of zinc phosphate layers on aluminum and steel alloy surfaces. Crystals, 13 (2023) 369. https://doi.org/10.3390/cryst13030369
al-Swaidani A. F.: Modified zinc phosphate coatings: a promising approach to enhance the anti-corrosion properties of reinforcing steel. MOJ Civil Engineering, 3(5) (2017) 370-374. https://doi.org/10.15406/mojce.2017.03.00083
Nickel and its compounds are included in REACH Annex XVII restricted substances list (entry 27). http://www.chemsafetypro.com/Topics/Restriction/reach_annex_XVII_nickle_compounds.html
Nagy T. Z.: Cink-foszfát helyettesítése nehézfémmentes előkezeléssel kataforetikus festősorokon. BKL Kohászat, 155(1), 2022, 17-19.
Popić J. P., et al.: The effect of deposition temperature on the surface coverage and morphology of iron-phosphate coatings on low carbon steel. Applied Surface Science, 257 (2011) 10855-10862. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.07.122
Popić J. P., Jegdić B. V., Bajat J. B., Mitrić M., Mišković-Stanković V. B.: Determination of surface coverage of iron-phosphate coatings on steel using the voltammetric anodic dissolution technique. J. Serb. Chem. Soc., 78(1) (2013) 101-114. https://doi.org/10.2298/JSC120706096P
Chen C., Liu G. B., Wang Y., Li J. L., Liu H.: Preparation and electrochemical properties of LiFePO4/C nanocomposite using FePO4∙2H2O nanoparticles by introduction of Fe3(PO4)2∙8H2O at low cost. Electrochimica Acta, 113 (2013) 464-469. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2013.09.095
Jiang C., Gao Z., Pan H., Cheng X.: The initiation and formation of a double-layer phosphate conversion coating on steel. Electrochemistry Communications 114 (2020) 106676. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2020.106676
Erdey-Grúz Tibor: Elektródfolyamatok kinetikája. Akadémiai Kiadó, 1969
Despić A. R., Dražić D. M., Savić-Maglić G. A., Atanasoski R. T.: Hydrogen evolution on pyrolytic graphite. Croatica Chemica Acta, 44 (1972) 79-87.
Miyata Y., Kuwahara Y., Asakura S., Shinohara T., Yakou T., Shiimoto K.: Hydrogen evolution reaction on spheroidal graphite cast iron with different graphite areas in sulfuric acid solutions. Electrochemistry, 82(2) (2014) 104-108. https://doi.org/10.5796/electrochemistry.82.104
Bockris J. O'M., Dražić D. M., Despić A. R.: Electrochim. Acta, 4 (1961) 325. https://doi.org/10.1016/0013-4686(61)80026-1
Mathew V., Kim S., Kang J., Gim J., Song J., Baboo J. P., Park W., Ahn D., Han J., Gu L., Wang Y., Hu Y-S., Sun Y-K., Kim J.: Amorphous iron phosphate: potential host for various charge carrier ions. NPG Asia Materials, 6, (2014) e138. https://doi.org/10.1038/am.2014.98
Verbrungen H., Baert K., Terryn H., De Graeve I.: Molybdate-phosphate conversion coatings to protect steel in a simulated concrete pore solution. Surface & Coatings Technology, 361 (2019) 280-291. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2018.09.056
