1. Chiều dày và khối lượng lớp phosphat
Một trong những yếu tố chính ảnh hưởng tới việc lựa chọn dung dịch phosphat là độ dày của lớp phosphat mà dung dịch đó có thể tạo ra trên bề mặt kim loại, độ dày của lớp phosphat nằm trong khoảng từ 1 đến 50 micromet. Tuy nhiên tùy vào mục đích cụ thể, chiều dày có thể được tính dưới dạng khối lượng trên một đơn vị diện tích (thông
43
thường là g/m2 hoặc mg/ft2). Tỉ lệ giữa khối lượng lớp phosphat (tính bằng g/m2) và chiều dày của nó (tính bằng µm) dao động trong khoảng 1,5 đến 3,5 đối với phần lớn trường hợp phosphat hóa trong sản xuất. Đối với những lớp phosphat khối lượng nhẹ và trung bình, 1µm tương ứng với 1,5 đến 2 g/m2.
Trong sản xuất, người ta dùng khối lượng phosphat làm một phương pháp để quản lý chất lượng. Người ta cũng cho rằng trừ một số trường hợp đặc biệt, khối lượng phủ không có liên quan trực tiếp tới hiệu năng ăn mòn, do đó đây không phải là chỉ tiêu để đánh giá chất lượng của lớp phosphat và phải quan tâm đến các tính chất khác như chiều dày, cấu trúc, độ đồng nhất…
2. Độ xốp của lớp phosphat
Trong lớp phosphat chứa rất nhiều tinh thể với những kích cỡ khác nhau, phát triển ra xung quanh từ tâm mầm, kết hợp với nhau và bao phủ bề mặt kim loại nền. Cách sinh mầm và phát triển mầm như vậy làm tăng khả năng tạo ra nhiều vết nứt và chỗ trống tới tận kim loại nền giữa các tinh thể. Độ xốp phụ thuộc vào loại dung dịch phosphat hóa, thời gian xử lý, hàm lượng sắt trong dung dịch, thành phần hóa học của lớp phosphat và độ nhám bề mặt chi tiết.
3. Tính ổn định của lớp phosphat
Tính ổn định của lớp phosphat là một đặc tính quan trọng. Trong môi trường pH cao, lớp phosphat kẽm bị hòa tan. Khi thay đổi nhiệt độ lớp phosphat cũng có những thay đổi đáng kể. Khi bị nung nóng lên trên nhiệt độ phòng, sẽ xảy ra hiện tượng khối lượng giảm dần. Ban đầu thì chưa có sự thay đổi về cấu trúc. Nhưng khi tăng dần nhiệt độ, sự tách nước của các pha thành phần trong tinh thể phostphat xảy ra. Sự tách nước của hopeite [Zn3(PO4)2.4H2O] và phosphophyllite [Zn2Fe(PO4)2.4H2O] bắt đầu tương ứng tại nhiệt độ 80oC và 110oC. Tuy nhiên sự sụt giảm khối lượng xảy ra tại khoảng 150oC, tại đó hopeite mất 2 phân tử nước. Khi nhiệt độ trên 150oC, cả phosphophyllite và hopeite đều chuyển sang dạng khan. Pha hopeite bị khử nước hoàn toàn tại nhiệt độ xấp xỉ 240oC. Khối lượng tiếp tục sụt giảm trong khoảng nhiệt độ giữa 250oC và 600oC.
44
Trên 600oC, xảy ra sự thăng hoa của kẽm và phốt pho, làm mất lớp phosphat. Về hình dạng bên ngoài, màu sắc và hình thái của lớp phosphat vẫn chưa thay đổi rõ rệt cho tới 200oC. Tuy nhiên vượt quá nhiệt độ này, lớp tinh thể phosphat màu xám sẽ chuyển thành dạng xám bạc và bề ngoài xuất hiện bụi. Trên 500oC sẽ chuyển thành màu nâu và trên 600oC lớp phosphat sẽ bị mất.
45
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM