چگونگی تشکیل پوشش فرآیند کروماته کردن
می دانیم کروماته یک نوع پوشش تبدیلی است که باعث افزایش مقاومت خوردگی در فلزات می شود که براساس واکنش اتمی فلزات در محلول های شیمیایی ایجاد می شود یک لایه پووش بوجود می آید که پیوند بسیار محکمی با فلز مورد نظر یا به عبارتی فلز پایه دارد.
پوشش های کروماته از اسید کرومیک یا محلول های کروماته که مواد افزودنی دیگر دارند ، تهیه می شوند. غالبا اسید های آلی یا غیر آلی ، عامل محرک و پیش برنده ای به شمار می روند . مراحل تشکیل پوشش کروماته شامل اکسیداسیون سطح فلز در محلول کروماته است که همراه با انتقال یون های فلز پایه و افزایش تدریجی هیدروژن به محلول است. هیدروژن آزاد شده سبب می شود که بخش از کروم های شش ظرفیتی به صورت کروم های سه طرفیتی احیا شوند. تجزیه لایه ای از فلز پایه باعث افزایش pH در سطح فلز می شود . افزایش pH تا اندازه ای است که کرم های سه ظرفیتی به صورت یک لایه ژلاتینی هیدروکسید کروم در سطح رسوب می کنند. در این لایه ژلاتینی مقادیر معینی از کروم شش ظرفیتی از محلول و ترکیب هایی که از یون های فلز کروماه تشکیل شده به شکل به هم چسبیده وجود دارد .
برای آغاز فرایند کروماه کردن و به منظور دستیابی به خواص معینی در پوشش های کروماته چه آلی یا غیر آلی در محلول کروماته به غیر از ترکیب های کروم شش ظرفیتی باید برخی از افزودنی ها نیز وجود داشته باشد. از جمله این افزودنی ها به موارد زیر می توان اشاره کرد: اسید سولفوریک ، کلراید ها ، فلوراید ها ، نیترات ها ، استات ها ، فرماتها ، همچنین بسیاری موارد دیگر که غالبا تحت امتیاز خاصی قرار دارند نیز اضافه می شود .
رنگ و ضخامت پوشش کروماته بر اساس شرایط عمل متفاوت است . خصوصا ترکیب شیمیایی ، pH ، دمای محلول کروماته و حمام پوشش ، همچنین مدت عملیات آثار تعیین کننده ای در آن ها دارد. مهمترین عامل pH محلول کروماته است که اثز تعیین کننده ای در تشکیل پوشش کروماته دارد . لایه پوششی کروماته باید بعد از تجزیه سطح لایه فلزی که واکنش های سطحی روی آن انجام می گیرد تشکیل شود . یون های فلزی ایجاد شده در واکنش شرکت دارند. باید مناسبترین pH را در جهت اعمال مطلوب واکنش از طریق نمودار بدست آورد ، به عنوان مثال برای فلز روی نمودار زیر را روتلی و همکارانش به دست آورده اند .
از روی منحنی مذکور می توان نتیجه گرفت که انحلال روی در pH کمتر از 4 بیشتر از 13 قابل توجه است. محدوده pH قابل اهمیت برای فرآید کروماته کردن فلز روی بیk 1و 4 است. به هر حال کاربرد های کمی برای محدوده pH فوق تا کنون شناخته شده است. بر عکس آلومینیم هم در محلول بازی و هم در محلول اسیدی بر اساس ویژگی های اتمسفری احتمالا کروماته می شود. هرچه میزان pH کمتر باشد ، لایه روی بیشتر مورد حمله قرار می گیرد و احتمال این که محلول بتواند پوشش براق تری ایجاد کند بیشتر است. مثلا هنگام کروماته کردن با افزایش pH بیشتر از یک ، عمل ایجاد پوشش شتاب زیادی می گیرد . تشکیل لایه پوشش با افزایش میزان معینی pH زیاد می شود و از آن به بعد افزایش pH سرعت تشکیل لایه پوشش را کاهش می دهد. به هر حال تشکیل لایه پوشش و براق شدن سطح درpH ، 1تا 4 حدود 10 الی 120 ثانیه طول می کشد. در pH های بیشتر و هنگامی که خوردگی فلز کم باشد بدون این که تغییرات زیادی در سطح فلز ایجاد شود قطعه می تواند ساعت ها در محلول غوطه ور باشد. نحوه انحلال روی که در تماس با چند اسید خورنده ( سولفوریک و کلریدریک ) و برخی از اسید های رویین کننده ( اسید کرومیک ) یا رویین کننده توام با بازدارنده از خوردگی اسید فسفریک را شمس الدین و خدر ( Shames El Din and Khede) معلوم شده است که افزودن اندکی اسید کرومیک به محلول های اسیدی خورنده به عمل خوردگی شتاب می بخشد و همزمان کروم شش ظرفیتی به حالت سه طرفیتی احیا می شود. شدت فرآیند خوردگی به نسبت اسید های خورنده و اسیدهای رویی کننده بستگی زیادی دارد و به نوع آنیونی که خواص خوردگی دارد بستگی ندارد. غلظت زیاد اسید کرومیک مانع پیشرفت خوردگی می شود زیرا بخشی از ترکیبهای قهوه ای رنگ کروم سه ظرفیتی هیدرولیز شده جذب می شوند. در ترکیباتی با قدرت اسیدی ثابت اسید کرومیک ، خواص اکسیدکنندگی اسید کرومیم باعث فعال کردن خواص بازدارندگی اسید فسفریک می شود و دامنه خوردگی کمتر از زمانی خواهد شد که اسید بازدارنده به تنهایی به کار می رود. افزایش اسید فسفریک به محلول هایی که میزان ثابتی اسید کرومیک دارند باعث می شود که هجوم یون ها به سطح فلز اندکی زیاد شود این عمل با افزایش غلظت اسید فسفریک کاهش می یابد. شمس الدین و خدر تمام انحلال فلز را به تشکیل یک لایه سطحی که ترکیبی است از اکسید و فسفات ، نسبت می دهند. پروسوف و فلووف دریافتند که میزان احلال روی در محلول های کروماه با گذشت زمان به طور قابل توجهی کاهش می یابدو پتناسیل روی به سمت مقادیر منفی تری میل می کند. این مولفین همچنین دریافته اند که در محلول های کروماته ، پایداری پوشش روی حاصل در حمام زینکات به طور قابل توجهی بیشتر از پایداری پوشش هایی است که در سایر حمام ها رسوب می کند .
