镀锌低铬彩色钝化工艺研究(5)
HCr2O7-+H2O↔2CrO42-+3H+ (2)
钝化液中的H+和Cr2O7-都是锌的氧化剂。当镀锌层浸入含铬酐的钝化液中，锌被氧化成Zn2+转入溶液，而H+本身被还原成新生态［H］，或析出H2:
Zn+2H+→Zn2++2[H]
↓ (3)
H2
Cr2O7-在氧化锌的同时被还原成3价铬：
3Zn+Cr2O7-+8H+→2cr3++3ZnO+4H2O (4)
随着反应（3）和（4）的不断进行，反应界面H+不断消耗，PH值迅速提高，Cr3+便以氢氧化铬胶体的形式沉淀，并自溶液中吸附和结合一定数量的6价铬构成具有某种组成的保护性转化膜。由此可见，反应（3）和（4）既生成了组成钝化膜的Zn2+和Cr3+，又造了一个形成钝化膜的合适值环境，因此它们是成膜的先决条件，基础反应。
对于锌的低铬钝化来说，溶液的pH值已满足成膜条件，可直接在溶液中成膜。如果铬酸盐溶液的酸度十分低(pH<1)时，尽管可以促使金属锌加速腐蚀，有利于引发反应(3)和(4)的进行，但过低的PH值还会使膜的溶解趋势增大，甚至难以在锌溶液界面间达到生成难溶沉淀物的条件，从而导致在这种溶液中不会形成有明显厚度的钝化膜，膜层的防护性能也会下降。
成膜反应：
在改性钝化液中，由于基础反应（3）和（4）使反应界面的值增大，将会在镀锌层表面发生一系列不溶性化合物的沉淀反应，表现出成膜反应机理与单一低铬钝化的既有共同之处又有区别。
1）单一铬酸钝化：随着反应（3）和（4）的不断进行，当镀锌层钝化液界面达到某一pH值时，一些不溶性铬化物开始析出，沉积于镀锌层的表面形成转化膜，即可能发生下列反应：
HCr2O7-+3H2→2Cr(OH)3+OH- (5)
2Cr(OH)3→2CrOOH+2H2O (6)
2Cr(OH)3+2CrO42-+2H+→Cr2O3•CrO3•2H2O+2H2O (7)
此外，溶液中存留的Zn2+，CrO42-还能按下式反应生成铬酸锌，即：
Zn2++CrO42-→ZnCr2O4 (8)
2）磷酸体系钝化：在磷酸钝化液中，除了发生反应（3）和（4）外，与此同时，溶液中存在的H3PO4既可溶解锌层表面的碱性氧化物（ZnO），起到活化锌层表层和促进铬酸钝化反应的作用，又能同溶液中的Zn2+和Cr3+化合生成难溶性的磷酸盐晶体沉积在锌层表面，与铬化合物构成厚型的复合钝化膜。化学反应如下：
ZnO+2H3PO4→Zn(H2PO4)2+H2O (9)
Zn(H2PO4)2→ ZnPO4-+2H+ (10)
Zn2++2ZnPO4-→Zn3(PO4)3 (11)
2Cr(OH)3+2H3PO4→CrPO4+6H2O (12)
3）磷酸-二氧化硅体系：钝化钝化液中除了铬酸和磷酸外，还添加了SiO2，它是一种以水为分散介质的高分子量聚偏硅酸胶体。在钝化过程中，随着锌层/钝化液界面pH值上升，硅溶胶中的硅酸单体的脱水缩聚反应速度也加快，生成微细的胶态SiO2粒子充填钝化膜层的空隙或吸附于膜的表层。化学反应式可表示为：
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