Powłoka konwersyjna otrzymana z pasywacji fluorkowej suszona w standardowych warunkach (F:Std) i wygrzewana w wysokiej temperaturze (F:HT)
Co3+ + e– → Co2+ ; φCo = 0.17 ν (4)
Cr(OH)3 + 5 OH– → CrO42– + 4 H2O + 3 e– ; φCr = 0.12 ν (5)
Cr3+ + 3 Co3+ → Cr6+ + 3 Co2+ (6)
- Wpływ pH
Odczyn pH roztworu pasywacji ma wpływ zarówno na proces tworzenia warstwy konwersyjnej, jak i na jej właściwości. Równania 7- 9 przedstawiają mechanizm wytwarzania warstwy konwersyjnej.
W kwaśnym pH (zwykle od 1,5 do 2,5) powłoka cynkowa jest nadtrawiana i powstaje wodorotlenek.
Zn + 2 H+ → Zn2+ + H2 (7)
Dodatkowo, azotan (przeciwjon do jonu chromu i kobaltu) redukowany jest do jonu amonowego.
NO3– + 10 H3O+ + 8 e– → NH4+ + 13 H2O (8)
W wyniku tych reakcji w przestrzeni między powłoką cynkową a roztworem soli chromu (III) wzrasta pH. Powstaje wodorotlenek chromu (III), odkładając się na powierzchni cynku w postaci warstwy konwersyjnej.
Cr3+aq + 3 OH– → Cr(OH)3 ↓ (9)Podczas hydrolizy aktywne składniki, takie jak Zn2+, Co2+, aniony czy ligandy również ulegają wbudowaniu w powłokę konwersyjną. Podczas tego procesu pH musi być utrzymywane na tym samym poziomie przez dodawanie kwasu.
Tabela 2 przedstawia wyniki pomiarów grubości powłoki w analizie SEM dla roztworów pasywacji pracujących w pH 1,5 – 2,4. Grubość powłoki konwersyjnej wzrasta ze wzrastającym pH do wartości 1,8, a następnie spada dla pH powyżej 1,8. Wartość pH roztworu wpływa zarówno na stopień rozpuszczania cynku, jak i na rozpuszczanie samej powłoki konwersyjnej21. Zakłada się, że przy pH niższym niż 1,8 proces rozpuszczania powłoki konwersyjnej przebiega szybko, przy pH powyżej 1,8 – wolno22.
Norma EN 15205 określiła maksymalne stężenie chromu sześciowartościowego w powłoce na 0,100 µg/cm², przy założeniu, że średnia grubość warstwy konwersyjnej wynosi ok. 300 nm. Wyniki tego badania wskazują jednak, że założona grubość powłoki konwersyjnej nie zawsze odzwierciedla rzeczywiste wartości, stąd w analizie wykorzystano pomiary rzeczywiste. Dla każdej badanej próbki zmierzono grubość i określono limit chromu (VI). Limit został obliczony zgodnie z równaniem 10.
c(Cr; dostosowane) [µg/cm²] = (0,1 µg/cm² / 300 nm)* dGrubość [nm] (10)
Tabela 2 przedstawia dostosowane limity stężenia chromu (VI) w powłokach konwersyjnych zależnie od grubości powłoki.
