1.磷化處理是利用磷化處理劑與金屬發生反應，在其表面形成磷酸鹽化學轉化膜的過程。這種磷酸鹽轉化膜稱為磷化膜。由于磷化膜具有良好的吸附性、潤滑性、絕緣性和耐腐蝕性，因此磷化工藝廣泛應用于汽車、輪胎、機械制造、航空航天和家用電器等領域。近年來，隨著社會健康和環保要求的不斷提高，在提高處理性能、實現無毒環保的處理工藝的同時，已成為金屬表面預處理領域的主要研究方向。目前，該領域的研究工作主要集中在無毒環保材料上。有兩個方面：有毒環保磷化和放棄含磷配方的新工藝。
2 環保無毒磷化
我國目前使用的磷化液大多含有有毒或污染嚴重的成分。例如，應用泛的磷化促進劑——亞硝酸鹽本身就是一種有毒有害物質；另外，磷化液中含有鎳、鉻等一些重金屬離子，是比較有害的污染源。磷化過程中必須使用的磷酸鹽、表面活性劑等也會對環境造成污染。因此，這里所說的環保無毒磷化并不是真正做到無毒無污染，而是指在磷化污染嚴重的現狀下，依靠技術才能大大降低其污染和毒性，所以只要能滿足當前的環保要求就足夠了。由于磷化處理過程中毒性、污染最嚴重的主要是亞硝酸鹽、重金屬Ni2。
2.1 無亞硝酸鹽磷化
亞硝酸鹽在磷化過程中起到促進成膜的作用，效果良好；但它是一種致癌物，且毒性較高，因此無毒磷化的首要任務就是尋找亞硝酸鹽的替代品。針對上述課題，國內外研究人員嘗試開發一些無毒促進劑。報道的包括使用稀土復合添加劑、酸鹽、過氧化氫、硝基和羥基有機化合物。其中，JOZ是的氧化劑之一，其加速作用也非常明顯，其反應產物是水，較為理想。但它在酸性溶液中很不穩定，其有效濃度需要嚴格控制。另外，它的監測和控制也很麻煩。給其推廣應用帶來了困難。、稀土雖然促進劑等促進劑也是無毒或低毒的，但單獨使用時其效果比電Z等促進劑低很多。雖然這類研究已經開展了很長時間，但尚未得到推廣。在實際應用中，很少見到。
2.2無鎳磷化
鎳在現代磷化工藝中得到廣泛應用，因為它可以大大提高磷化膜的附著力和耐腐蝕性。然而，鎳離子對人體健康和環境有害。其排放受到嚴格限制，我國現行排放標準為1mg/L。雖然國外已經公布了無鎳磷化的，但其很多性能無法與含鎳工藝相比，無法滿足工業涂裝的要求。
3磷化替代技術
磷化替代就是采用環保的非磷化工藝來達到磷化處理的效果。它放棄磷酸鹽系統，采用新的處理方法。是涂裝前處理的發展方向。近年來，人們在稀土鈍化、植酸、酸鹽處理、氟鋯酸處理和烷處理等方面做了大量的研究工作，并取得了一定的成果。其中，在金屬表面預處理中的應用是熱點之一。
3.1 在金屬表面處理中的研究現狀
硅烷試劑的選擇是金屬表面硅烷化處理需要面臨的首要問題。硅烷處理含有不同官能團的金屬可能會帶來不同的效果。一般認為BTSE等非功能性硅烷薄膜對金屬有較好的保護作用，而APTMS等含有有機官能團的硅烷薄膜可增強金屬基體與有機涂層之間的結合力，適合使用與有機涂料結合。此外，同一硅烷試劑在不同金屬表面的形成機理和性能也不同。例如，研究發現BTSPS可以顯著提高鋁和鎂的耐腐蝕性能，但不能用于鍍鋅鋼的表面處理。pH值主要通過影響硅烷溶液的水解和縮聚反應速率來影響硅烷膜的性能。一般認為酸性和堿性條件都對硅烷有利。水解反應和堿性條件似乎能更好地促進縮聚反應。因此，合理的pH值選擇應考慮抑制硅烷溶液的縮聚反應，同時讓硅烷溶液有合適的水解速率。基于這個原理，探索了一些保護性硅烷溶液的pH值范圍（:BTS45）、BTSPS（6615）。對于功能性硅烷膜的制備，適用的pH值范圍更廣，如y-APS(411) BTSPA (315 915)。另外，選擇pH值時，還應考慮溶液中金屬基體的穩定性。例如，加工金屬鋁、鋅時，溶液的pH值不宜太高。一般認為，隨著硅烷溶液濃度的增加，硅烷膜的厚度增加，從而提高處理件的耐腐蝕性能。但硅烷濃度過高會促進硅烷溶液的絮凝而使其失效。因此，為了獲得良好的成膜性能并保證穩定性，必須選擇合適的硅烷溶液濃度。硅烷溶液中的水含量不僅影響硅烷的水解和縮聚，而且影響其溶解度。醇類溶劑除了促進硅烷分子的溶解和分散外，還可以抑制硅烷的水解，調節水解速率。
3.2 含鋯氟化物在金屬表面處理中的應用研究現狀
德國漢高公司研發了一種名為Bondoite的NT-1金屬表面劑。其主要活性成分為氟烷基酸，但其成膜機理的相關報道非常不完整。一般認為，處理劑“F”中的氟烷基酸（H2Z）與金屬表面的氧化物反應，形成復合產物（“丫”）。干燥后，該產品沉積在金屬表面，形成致密的網狀轉化膜，具有較強的阻隔性能，與金屬氧化物及后續有機涂層具有良好的附著力。
3.3 其他磷化替代工藝的研究現狀
日本電火花精密加工研究所遠藤泰彥和酒井富夫發明的無鉻金屬表面處理劑，提供了一種具有優異防銹性能的無鉻金屬，可用于金屬制品，特別是鍍鋅金屬制品的表面處理。表面處理劑，這種金屬表面處理劑基本上由含有水和/或醇作為溶劑的含硅粘合劑溶液組成。日本涂料株式會社島倉俊明等人發明了鉻酸鹽金屬表面處理劑及其用途，為PCM提供非鉻酸鹽金屬表面處理劑。日本株式會社日本材料株式會社大內隆等人發明的金屬表面處理劑及用其涂覆的金屬材料是含有四種成分的金屬表面處理劑，牢固地附著在金屬基材上，例如在鋁上。日本涂料株式會社島倉俊明等人發明了無鉻酸鹽金屬表面處理劑及表面處理方法。
4 結論
總之，隨著環保要求的不斷提高，促使人們考慮使用其他環保工藝和處理劑來替代傳統工藝。目前這方面的研究方向很多，但主要集中在硅烷化方面，因為具有很多優點。利用對金屬材料進行表面處理具有廣闊的應用前景。對此的研究使得開發一種簡單、清潔、環保的磷化替代工藝成為可能。也是金屬表面處理領域的迫切需求和發展。趨勢。
