a)Cơ chế bám dính của lớp phủ trên kim loại nền:
Sự bám dính của lớp phủ phosphat trên bề mặt kim loại nền được giải thích là do sự xâm nhập và đan xen của các tinh thể phosphat vào các phần gồ ghề của bề mặt kim loại. Hình sau mô tả sự tiếp xúc của lớp phủ với nền sắt :
Hình 35: Sơ đồ bám dính của lớp phủ phosphat
Một số nghiên cứu gần đây cho thấy cấu trúc bề mặt kim loại nền và sự định hướng phát triển tinh thể phosphat theo cấu trúc kim loại nền đóng vai trò quan trọng trong cơ chế bám dính của lớp phosphat. Sự phát triển của các tinh thể khách được định hướng bởi các tinh thể chủ sao cho các bề mặt tinh thể của hai mạng khách và chủ song song với bề mặt tiếp xúc. Đối với sắt thép, bề mặt định hướng là mặt của α-Fe. Khi thép được xử lý bằng phương pháp cán thì bề mặt này gần như song song với bề mặt kim loại. Đối với kẽm, mặt định hướng là song song với bề mặt kim loại. Độ lệch giữa mạng chủ và mạng khách cho thấy rằng sự tồn tại một số vị trí khuyết giữa hai bề mặ, tại đó sự gắn kết giữa lớp phủ và kim loại nền giảm.
b)Tính chất vật lý :
Lớp phủ phosphat gồm các tinh thể ở nhiều dạng khác nhau, có kích thước khác nhau và định hướng khác nhau. Kích thước tinh thể dao động từ 1µm đối với lớp phủ mỏng cho đến 80-100 µm đối với lớp phủ dày. Đa số lớp phủ phosphat đều xốp, tổng diện tích lỗ xốp ciếm từ 0,1 đến 1 % diện tích lớp phủ.
Tùy theo thành phần dung dịch phosphat hóa, và điều kiện phosphat hóa, lớp phủ phosphat có khối lượng từ 0,8 đến 80 g/m2
.
Khối lượng riêng của lớp phủ dao động khoảng 0,9 đến 2,5 g/cm3 tùy vào độ xốp và thành phần lớp phủ.
Lớp phủ phosphat có màu xám nhạt đến màu đen tuyền. Lớp phủ phosphat kẽm có màu nhạt nhất. Lớp phủ sẽ có màu đậm hơn nếu thêm một số kim loại như Fe, Ni hoặc Mn.
Sự khác biệt về màu sắc của các đơn tinh thể so với lớp phủ là do sự khác nhau về kích thước tinh thể trong các lớp phủ, các tạp chất ví dụ như cacbon có trong lớp phủ, cũng như màu sắc và khả năng phản xạ của kim loại nền.
Điện trở của Zn3(PO4)2. 4H2O do trên mẫu bột đa tinh thể có giá trị là 8.107 Ω/cm. Lớp phủ phosphat kẽm trên bề mặt thép có điện thế đánh thủng trong khoảng 30 V/ µm. Các giá trị này cho thấy lớp phủ phosphat thuộc loại vật liệu cách điện tốt.
c)Độ bền của lớp phủ:
Do có thành phần chủ yếu là các phosphat kim loại ngậm nước nên lớp phủ phosphate bị phân hủy ở nhiệt độ cao. Độ bền nhiệt của các lớp phủ phosphat tăng lên khi trên bề mặt lớp phủ có một lớp dầu hoặc sơn bảo vệ. Lớp phủ phospate kẽm dễ tan dưới tác dụng của dung dịch kiềm, axit, chất tạo phức. Lớp phủ giàu phosphophyllite có độ tan trong kiềm nhỏ hơn nhiều so với lớp phủ giàu hopeite. Mangan phosphate và nickel phosphate không bị hòa tan trong dung dịch kiềm.