-
Sự ăn mòn trên thực tế là một sự biến đổi của kim loại thành một Hydroxyt với nước từ Oxyt. Với sự có mặt của Oxy và nước, phản ứng ăn mòn bên ngoài của thép là:
4Fe + 3O2+ 2H2O 2Fe2O3H2OBề mặt của thép không bao giờ đồng dạng (thép có một cấu trúc bằng thủy tinh thay đổi trong thành phần, đặc biệt ở các nhánh thủy tinh) và nếu nó tiếp xúc với một lớp mỏng của chất bị điện giải do nước tạo thành. Sự thiếu cân bằng điện chút ít từ nơi này đến nơi khác sẽ dẫn đến sự thành lập công thức của một tế bào chất bị điện giải. Tại các nơi cực dương sự Oxy hóa xuất hiện:
4Fe – 8e 4Fe2+ (Iron mất đi 8 Electron)Tại các nơi cực dương, sự khử được xuất hiện:
4H2O + 2O2 + 8e 8OH – (Nước tăng thêm 8 Electron)Cation hình thành sự di trú khắp chất bị điện giải hướng về các cực âm và Anion tạo sự di trú hướng về các cực dương. Với kim loại thì các Electron chạy từ cực dương sang cực âm và ở trong chất bị điện giải. Các Ion di trú gặp nhau và hình thành nên Hydroxyt hòa tan được.
4Fe2+ + 8OH - 4Fe (OH)-Khi Oxy có mặt thì phản ứng sẽ bị Oxy hóa và tạo thành Oxyt sắt không hòa tan được (rỉ).
4Fe (OH)2 + O2 2Fe2O3H2O + 2H2OVì thế có thể thấy được rằng sự ăn mòn (hòa tan của kim loại) là một quá trình điện hóa học. Rỉ xảy ra khi bước Oxy tiếp theo được thêm vào. Sản phẩm ăn mòn cuối cùng có thể được tạo thành một lớp dính chặt mạnh không hòa tan và không thấm ướt được và quá trình ăn mòn sẽ tiếp tục.
Trong thực tế, các quá trình ở trên được bớt đi nhờ sự có mặt của loại hóa chất khác thậm chí theo số lượng và trên bề mặt thép thường có lớp dãn rộng và thấm được.
Sự ăn mòn có thể bị hạn chế bởi một trong những kỉ thuật sau đây:
1/ Giữ cho bề mặt hoàn toàn khô cốt để không dẫn đến chất bị điện giải có thể hình thành trên thép.
2/ Khu vực cực âm thiếu Oxy.
3/ Tạo một lớp sơn không thấm được cho các Electron ở cực âm.
4/ Tạo một lớp sơn không thấm được cho các Electron ở cực dương.
Lớp sơn phủ kim loại phải được xem như là hoạt động ngăn chặn nhờ vào bốn kỉ thuật nhưng thực ra không có loại sơn nào là không thấm ướt được hoàn toàn đối với nước hay Oxy. Đến nổi mà sau sự cản trở ban đầu, thành phần rào chắn bị mất đi và cuối cùng sự ăn mòn bắt đầu. Vì thế cần thiết có các thành phần ngăn chặn ở trong sơn (như các Pigment chống ăn mòn) hay là thêm một thành phần xử lý trước thuộc hóa học vô cơ trước khi sơn hoặc là bao gồm cả hai cách.
Vật thể dùng làm chất xử lý trước thuộc hóa học vô cơ thường được gọi là lớp phủ biến đổi, có hai nếp gấp :
1) Bề mặt bị động là do sự hình thành trên nó một sự ổn định tương đối độ dính bám mạnh và lớp ngăn chặn sự ăn mòn.
2) Cung cấp một bề mặt mà lớp phủ sơn sẵn sàng dính bám.
Lớp phủ thay đổi mỏng và dễ bị hư hỏng và nếu chúng có chứa các Pigment
ngăn chặn thì các lỗi sơn và vết hỏng sẽ xuất hiện ở đó.
Lớp phủ Conversion chính của thép là sắt phốt phát hay kẽm phốt phát .Kẽm phốt phát cho độ chịu đựng ăn mòn tốt nhất khi ở ngoài trời. Sắt phốt phát là lớp phủ vô định hình, rất mỏng từ 0, 1 – 1 gam/m2 và có chứa gốc Natri hay Amoni phốt phát cùng với Degresing và Oxidising Accelerator. Bồn tắm vận hành nhiệt d0ộ từ 50 đến 80oc , kẽm sẽ bị chìm vào trong bồn tắm này và phản ứng hóa học xảy ra quá trình sản xuất sản phẩm cuối cùng khoảng 40% Oxyt sắt và 60% phốt phát sắt (FeSO4).
Lớp phủ kẽm phốt phát là loại kết tinh và một phần nào đó thì dày cỡ 1 – 5 gam/m2. Bồn tắm hay bình xịt có chứa gốc kẽm phốt phát, Phosphoric Acid và Oxidising Accelerators. Chất xử lý ban đầu hoạt động giữa độ PH từ 1.5 – 3.3 và ở nhiệt độ từ 25 – 90oc. Quá trình Acid bắt đầu tấn công vào thép và sự Oxy hóa , sự kết tủa của vài sắt phốt phát xuất hiện (FePO 4).
Kẽm phốt phát trong sự cân bằng rất tốt với loại khác. Sự di chuyển của lượng nhỏ Ion hydro do Acid tấn công vào thép làm xáo trộn sự cân bằng cục bộ này. Việc tạo ra kẽm phốt phát hai sơ sài hòa tan được và kẽm phốt phát ba không hòa tan được mà đặt vào cực nơi phản ứng xảy ra và hình thanh một lớp kết tinh bảo vệ chính Hopeite Zn3 (PO4)2 4H2O.
Cả sắt và kẽm phốt phát có chứa một lượng nhỏ ở dạng xốp có thể được gây ra do Hydro thoát ra trong giai đoạn đầu của quá trình phốt phát vùng có chứa lỗ tự do có thể được giảm xuống nhờ nước xúc rữa có trong dung dịch loãng nóng của Chromic Acid (0,01 – 0,05%). Iron Chromate không hòa tan được tạo thành trong các lỗ đó làm bị động các vùng này và gia tăng độ chịu đựng sự ăn mòn hầu như bốn nếp gấp. Vì thế, các thành phần bảo vệ của Phosphating và Chromating được phối hợp.
Tuy nhiên trong vài trường hợp chất xử lý ban đầu phốt phát được sắp đặt để mang lại các kết quả tốt mà không có nước xúc Chromate vì lý do và vì tiết kiệm hay vì sự liên quan về tính độc của Chromium có hóa trị 6 và sự sắp đặt của các nhánh.
Iron Photphating được sử dụng rộng rãi trên các tấm panô bức xạ, tủ lạnh và các vật khác không lệ thuộc vào sự phơi trần khốc liệt bên ngoài. Kẽm photphting được sử dụng để bảo vệthân xe hơi và các phần khác mà nó đòi hỏi sự bảo vệ độ ăn mòn tối đa. Khi phosphting phản ứng tốt trong kẽm nó được sử dụng Electro – Zinc cho máy giặt, Hot Dipped galvanised Steel và Coil – Coated Steel cho việc thiết kế để tráng một lớp kim loại khác.
Việc sử dụng Zinc – Coated Steel trong thân xe ôtô đang gia tăng một cách mau lẹ chất xử lý ban đầu phosphate phải được thiết kế để xử lý cho cả bề mặt kẽm và thép.
