بررسی فرایندهای فسفاته

تیم تحقیق و توسعه شرکت جلاپردازان پرشیا 15/8/95

چکیده

فسفاته کردن یکی از فرایندهایی است که بطور گسترده ای بر مواد اهنی وغیر اهنی اعمال می گردد.این استفاده گسترده ناشی از قیمت ارزان ،سهولت استفاده ،مقاومت خوب در برابر خوردگی وچسبندگی خوب رنگ در این فرایند می باشد. مطالعات گسترده ای برای بررسی کاربردهای فرایند فسفاته در زمینه های گوناگون مانند صنایع خودرو سازی و هوافضا انجام گرفته است. اخیرا پوششهایی بر روی الیاژهای منگنز والیاژهای الومینیوم ونقش انها در توسعه نانو ساختارها و مقاومت در برابر خوردگی شدیدا مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله سعی شده است تا پوشش فسفاته را از گذشته تا حال تغییراتی که در بر داشته را بررسی کند.

1-    مقدمه :

در زندگی امروزی استفاده از فلزات اجتناب ناپذیر می باشد. گرچه تلاش برای یافتن جایگزین برای فلزات موفقیت امیز بوده اما هنوز فلزات نقش مهمی را در صنایع بر عهده دارند. در کنار خواص مفید چون استحکام ، کارایی ، قیمت پایین وقابل بازیافت بودن ، فلزات خواص غیر مفید چون تمایل قوی به اکسید شدن وخوردگی از خود نشان می دهند.

1-1-       بررسی مختصر فرایند خوردگی

خوردگی در اصل از بین رفتن یک فلز در نتیجه واکنش شیمیایی بین فلز ومحیط اطرافش می باشد. نوع فلز وشرایط محیطی (مخصوصا اینکه چه گازهایی در تماس با فلز هستند) تشکیل وسرعت از بین رفتن فلز را تعیین می کنند. سازمان خوردگی جهان میزان هزینه صرف شده جهت خوردگی در یک سال رامعادل 2.2 تریلون دلار براورد کرده است، وحجم زیادی از این مبلغ – بیش از 25%- را میتوان با بکارگیری تکنیک های ساده از بین برد.

با استفاده از راه های زیر میتوان از فرایندخوردگی جلوگیری کرد:

بهبود خواص فلزات با الیاژکردن ویا بهبود سطح، بهبود با استفاده از بازدارنده ها، تغییر پتانسیل فلز/محیط توسط محافظت اندی یا کاتدی. اغلب روش های معمول در حفاظت از خوردگی بهبود خواص سطح ویا الیاژ کردن می باشد. حفاظت از سطح را میتوان توسط فرایندهای شیمیایی و فیزیکی انجام داد. این کار را میتوان توسط فرایندهای مختلف انجام داد. اغلب اینها کنترل اینها توسط پوششهای شیمیایی می باشد که بعلت موثر بودن در گستره فراوانی کارایی دارند.

II.پوشش با تغییرات شیمیایی

پوششهای تبدیلی توسط فرایندهای شیمیایی یا الکتروشیمیایی اعمال میشوند ودر نهایت بر روی سطح فلز یک لایه محافظ ایجاد می کنند که این لایه نسبت به فلز پایه با عوامل محیطی واکنش پذیری کمتری دارد. تعدادی از این پوشش های تبدیلی شامل پوششهای تبدیلی کروماته ، پوشش های تبدیلی پرمنگنات ،فسفاته وپوششهای تبدیلی فلوروزیرکونات هستند. پوشش های تبدیلی معمولا بر پایه محلول های حاوی ترکیبات کروم می باشند که خطرناک بوده وبسیار سمی می باشند.فسفاته فرایندی است که بطور وسیع بر روی آهن والومینیوم اعمال میشود واین بدلیل قیمت مناسب ، تولید آسان ، مقاومت خوب در برابر خوردگی وچسبندگی خوب رنگ است. پوشش تبدیلی فسفاته بر روی اهن به 5 نوع تقسیم می گردد:سیستم روی،سیستم روی- کلسیم ،سیستم منگنز،سیستم منگنز-اهن،وسیستم اهن. در این مقاله تمرکز ما بر روی پوشش های فسفاته مخصوصا فسفاته روی می باشد.

III. فسفاته روی:

فسفاته روی یا(ZPO) یک پوشش شیمیایی است که سالهاست در صنعت جهت امادسازی سطح قبل از رنگ برای افزایش چسبندگی پوشش رنگ استفاده میشود. این بدلیل اقتصادی بودن ،سهولت تشکیل ،مقاومت خوب در برابر خوردگی وچسبندگی خوب پوشش فسفاته روی است که سبب می شود در زمینه های مختلف در صنعت اتومبیل سازی وصنایع خانگی بکار گرفته میشود.

1-3: فرایند فسفاته

در نتیجه پیشرفتهای شگرفی که در زمینه علم وتکنولوژی در صنایع اتومبیل سازی وصنایع لوازم خانگی ایجاد گردیده است ، پوشش فسفاته جهت حفاظت از سطوح استیل نقش برجسته ای ایفا کرده است. اولین پوشش قابل قبول و کاربردی فسفاته جهت جلوگیری از زنگ در سال 1869توسط دانشمندی بنام رز ارائه گردید.در روش مورد استفاده ایشان ،قطعات اهن داغ در اسیدفسفریک غوطه ور شدند تا از ایجاد زنگ جلوگیری شود. مقدار زیادی از پیشرفت های حاصله در کیفیت پوشش فسفاته در 30 سال اخیر حاصل شده اند.  مانند استفاده از وان های فسفاته با دمای پایین برای کاهش مصرف انرژی ، استفاده از تکنولوژی مصرف روی کم ، استفاده از افزودنی های خاص در وان فسفاته ،استفاده از بیش از یک یون فلزی سنگین در ایجاد فسفاته های سه کاتیونی.

3-2- مفهوم شیمیایی فسفاته :

مواد اکسنده وفلزات نجیب تر از اهن مانند مس ونیکل دسته مهمی از شتاب دهنده های شیمیایی را تشکیل می دهند.این شتاب دهنده ها از طریق مکانیسم های پیچیده ای فرایند فسفاته را تسریع می بخشند. عوامل اکسنده با جلوگیری از تجمع هیدرو ژن در قسمت کاتدی سبب دپلارایز شدن واکنش نیم پیل کاتدی می شوند ، در حالی که فلزات نجیب حل شدن فلز را توسط کاهش پتانسیل کاتدی افزایش میدهند. بجای افزایش تنهای حل شدن فلز ،شتاب دهنده ها دپلاریزه شدن را افزایش می دهند.به این دلیل ،عوامل اکسنده در مقابل فلزات استفاده گسترده تری دارند. علاوه بر این ،انها میزان یون های اهن در وان را افزایش می دهند واین سبب تشکیل پوشش خوب می گردد.عوامل اکسنده ای مانند NO3^- ,NO2^-,ClO3^-,C6H4(NO2)(SO3)Naیا ترکیبی از اینها سبب کامل شدن واکنش هیدروژن در سمت کاتدی پیل می شوند.اگر یونهای NO3^- ,NO2در وان فسفات روی وجود داشته باشند، یونهای نیترات به نیتریت کاهش می یابند ودر نتیجه PH در سطح فلز افزایش ناحیه ای می یابد و ترسیب فسفاته روی در سطح فلز اتفاق می افتد. فلوئورید هایی مانند NaF,HF معمولا به عنوان یک فعالساز به وان فسفاته افزوده میشوند.

3-2-2:شتاب دهنده های فیزیکی

اسپری کردن با فشار محلول های فسفاته بر روی سطح فلزات ،مانع از پخش شدن جز اصلی بر روی سطح فلز می گردد وفرایند فسفاته شدن نسبت به غوطه وری راحتتر ایجاد میشود.نوع دیگری از شتاب دهند های فیزیکی بصورت استفاده از برس ویا غلطک در حین انجام فرایند می باشد.

3-3-3 – شتاب دهنده های الکتروشیمیایی

روش های اندی و کاتدی شتاب دهنده ها در این مقاله بصورت مختصر بررسی شده اند. بررسی ها نشان دادند که روشهای اندی نسبت به روشهای کاتدی بسیار سودمند تر بوده وروشهای کاتدی حتی ممکن است نقش پسیو کنندگی را نیز داشته باشند.

همچنین اخیرا مشخص گردیده است که کوپل شدن گالوانی در تسریع فرایند فسفاته در دمای پایین سودمند می باشد.

3-4- اماده سازی سطح وفسفاته کردن

فرایند فسفاته بصورت پی در پی شامل مراحل زیر است: 1)چربی گیری 2)اسیدشویی 3)ابکشی 4)فعالسازی سطح( در صنایع خودرو سازی) 5) فسفاته 6)شستشو 7)خشک کردن . در هر حال بسته به شرایط فلز پایه ،برخی مراحل اضافه ویا کاسته می شود.

3-4-1- تمییز کردن

قبل از هرفرایند پوشش دادن فلزی ، لازم است که سطح شرایط مناسب را داشته باشد تا بتوان به یک پوشش خوب دست یافت. بسیاری از پوشش های مشکل دار در نتیجه اماده سازی نامناسب سطح ایجاد می گردند. یک تمییز کننده در ابتدا باید توانایی زدودن تمام الودگی ها را از سطح فلز داشته باشد واز ایجاد الودگی های جانبی بر اثرشستشو جلوگیری کند.روش های متعددی از قبیل محلول های چربی گیر،سندبلاست ، چربی گیری با بخا ر، پاک کننده های قلیایی وهمچنین اسیدشویی جهت رسیدن به این اهداف استفاده می گردد.

3-4-2-مراحل قبل از شستشو

پنل های اسید شویی توسط اب مقطر شستشو داده می شوند تا مواد شیمیایی بجا مانده پاک گردند.

3-4-3- فعالسازی سطح

اندازه سایز کریستال های پوشش فسفاته روی ZPO و کنترل وزن پوشش توسط مرحله فعالسازی کنترل می گردد.محلول های فعالساز جدید محلول های قلیایی کلوییدی از ترکیبات تیتانیوم هستند .تیتانیوم سبب میگردد تا تشکیل هسته زایی در سطح فلز افزایش یافته و در نتیجه فرایند کریستاله شدن در طی فرایند فسفاته افزایش یافته وسبب بهبود خواص سطح می گردد. افزایش تعداد مراکز هسته زایی در سطح فلز ،سبب برخورد داخلی کریستالها گردیده وانسجام کریستال های سطح را بالا می برد وسبب می گردد پوشش فسفاته مقاومت به خوردگی وچسبندگی بیشتری داشته باشد.کارایی وان های فعالساز سطح بطور مستقیم به موارد زیر بستگی دارد:1) PHوان 2) غلظت تیتانیوم .یوشیهارا وهمکارانش متوجه شدند که PH مناسب 8.5تا9.5 وغلظت تیتانیوم حداقل 10ppm می باشد.

3-4-4- فسفاته

پس از شستشوی سطح ،فرایند فسفاته اعمال می گردد که با تشکیل یک لایه نامحلول بر سطح فلز مقاومت در برابر خوردگی فلز را افزایش می دهد. محلول های فسفاته بر اساس اسید فسفریکی می باشد که حاوی نمک های اسید فلزاتی مانند روی ، منگنز ویا اهن می باشد.بسته به نوع فلز موجود در محلول فسفاته ، فسفاته ها به فسفاته روی ، فسفاته منگنز وفسفاته اهن طبقه بندی می شوند.فسفاته را هم بر فلزات اهنی و هم بر فلزات غیر اهنی اعمال می کنند.در بین فلزات اهنی ، استیل سبک بیشتر استفاده می گردد.پوشش های دیگر استیل شامل استیل گالوانیزه ، نیکل دار کردن استیل و استیل ضد زنگ می باشد. روی ، الومینیوم ،منیزیوم وکادمیوم از فلزات غیر اهنی هستند که فسفاته میشوند.فسفاته را به دو روش غوطه وری واسپری کردن اعمال می کنند، انتخاب روش به سایز وشکل قطعه مورد نظر بستگی دارد. دمای فسفاته های مختلف معمولا از 30تا99 درجه تغییر می کند وزمان فرایند از چند ثانیه تاچند دقیقه متغیر است. این پرامترها توسط پارامترهایی چون نوع فلز پایه،ضخامت و وزن پوشش مورد نیاز،و ترکیبات حمام بستگی دارد.برای بدست اوردن پوشش فسفاته رضایت بخش عوامل زیر موثر هستند: 1)مقدار اسید ازاد (FA) که در اصل یون های H⁺ ازاد در محلول فسفاته هستند. 2) مقدار اسید کل (TA) که بیان کننده مقدارکلی در مواد پوشش دهنده هستند.3)رابطه بین اسید ازاد به اسید کل که بعنوان ثابت اسیدی بیان می گردد. 4)میزان شتاب دهنده 5) میزان اهن 6) سایر ترکیبات فلزی وغیر فلزی موجود باید کاملا کنترل شوند.

3-4-5- شستشو پس از فسفاته

پس از فرایند فسفاته قطعه حتما باید شستشو داده شود.تا نمک های فعال محلول در سطح شسته شوند تا مانع از نشستن رنگ بر روی پوشش نگردد.حتما باید توجه شود که اب حاوی نمک های مضر بر پوشش نباشد.همه پوشش های فسفاته پس از تشکیل با محلول های اسید کرومیک شستشو داده می شوند.اب داغ نیز ممکن است سبب اسیب زدن به رسوب شود و کریستال های فسفاته را شستشو دهد ودر نتیجه 1)زبری پوشش 2)پوشش سفید رنگ 3)مقاومت پایین در برابر خوردگی ایجاد گردد. عموما شستشو با جریان اب و اسپری کردن مورد استفاده قرار می گیرد.

3-4-6- خشک کردن

پس از شستشو با اسید کرومیک ، قبل از پایان کار قطعات باید خشک شوند. این فرایند توسط جریان باد گرم انجام می گیرد.پس از خشک کردن قطعه باید عملیات نهایی مانند رنگ کردن ، روغن کاری یا جلا دادن اعمال گردد.

3-5- ساختار وترکیب

پوشش فسفاته شامل کریستال هایی از سایز کوچک تا حدود 100میکرومتر است. زبری پوشش بستگی دارد به فلز پایه ، اماده سازی ، ترکیب وان فسفاته و شرایط اعمال . کاربران مختلف رنج گسترده ای از ترکیبات وان فسفاته را معرفی کرده اند.

نیوهاس و گبهارت ، جز اصلی در حمام های فسفاته مختلف را جدول بندی کردند.ترکیب پوشش فسفاته تحت تاثیر فاکتورهای زیادی از قبیل روش کاربرد، ترکیب شیمیایی وان ،نوع ومقدار شتاب دهنده وحضور یون های فلزی می باشد. کمبرلین وایسلر با استفاده از ردیابی رادیواکتیو دریافتند که لایه اولیه و در ابتدا در چند ثانیه ایجاد می گردد و در تماس با محلول فسفاته یک لایه بسیار نازک تشکیل می گردد.لایه اول حاوی اکسید وفسفاته فلز است.در مواردی که اهن فلز پایه باشد، فسفات اهن بیشتری تشکیل می گردد.رشد پوشش فسفاته با تشکیل لایه ای از کریستال های ریز ایجاد گشته ودر هر مرحله کریستال های جدیدی بر روی کریستال های قبل ایجاد می شود.

میزان رشد کریستالها به زمان نیز بستگی دارد و همچنین به مناطق فعال سطح.اعتقاد بر این است که تشکیل پوشش های فسفاته در مناطق فعال بر روی سطح که هسته زایی از انجا اغاز می گردداغلب مرز های دانه بندی بر روی سطح اهن می باشد.میکروسکوپ های الکترونی و نوری نشان دادند که تشکیل فسفاته بر روی اهن در سه مرحله انجام می گیرد. این مراحل شامل :1)تشکیل نامنظم کریستالها در جهات مختلف و رشد این کریستالها 2)هسته زایی ورشد کریستالهای مختلف برسطح بالایی در جهت عمود بر کریستالهای موجود 3)گسترده شدن لایه فسفاته بر روی کریستال های موجود

 نیوهاس وهمکارانش توسط انالیز XRD متوجه شدند که فسفولیت Zn2Fe(PO4)2.4H2O وهوپتیت Zn2(PO4)2.4H2Oاجزا اصلی در پوشش فسفاته بر روی سطح اهن هستند.

3-6-1- ماهیت بستر

فاکتور مهم تعیین کننده ماهیت وکیفیت پوشش ایجاد شده به ماهیت فلز پوشش داده شده ،ترکیب ، غلظت ودمای محلول فسفاته می باشد.عامل تعیین کننده دیگر شرایط امادسازی سطح قبل از فسفاته کردن وپس از مرحله پسیو کردن وسیل کاری می باشد.اثر فلز پایه در تشکیل پوشش فسفاته توسط کوزلوفسکی بررسی شد.داپوس و توستو در مورد شرایط فرایند فسفاته بررسی هایی انجام دادند.

3-6-2- پارامترهای فسفاته کردن

فرمول محلول فسفاته توسط ماهیت پوشش ایجاد شده تعیین می گردد.وجود فلزات سنگین در محلول فسفاته بعنوان شتاب دهنده باعث بهبود کیفیت پوشش می گردد. اسیدیته وان ، میزان اسید ازاد(FA) میزان کل اسید (TA) ورابطه بین اینها (FA:TA)  باید تنظیم شوند تا کیفیت محصول بهینه گردد. ال – مالا وهمکارانش دریافتند که کاهش اختلاف بین PH اولیه وph نهایی سبب تسریع فرایند فسفاته می گردد.در ایجاد همچین فرایندی فلزات سنگین و عوامل کاهنده نقش دارند.افزودنی های زیادی جهت کنترل وان فسفاته امتحان گردید ودر این بین اسیدهای ارگانیک ونمک هایشان این قابلیت را دارند که PH وان فسفاته اهن را مانند بافر نگه دارند.همچنین نشان داده شده است که فسفاته متراکم در وان فسفاته ای با PH=2.75 ایجاد می گردد.اندازگیری های پلاریزاسیون نشان دادند که افزایش زیاد مقاومت به خوردگی زمانی ایجاد می گردد که PH=2.75باشد.غلظت شتاب دهنده نیز نقش مهمی در فسفاته بازی می کند.با افزایش غلظت شتاب دهنده ها تشکیل فسفاته بهتر می شود، در غلظت های زیاد ممکن است سطح فلز پسیو شده ومانع از رشد کریستالها شود.غلظت شتاب دهنده ها همچنین زمانی که افزودنی های دیگری مانند فعالسازها اضافه میشوندباید کنترل شود.زمانیکه مقدار کمی نمک اهن وارد وان شود مقاومت به خوردگی به میزان زیادی افزایش می یابد.افزودنی های دیگری مانند اتیلن دی امین تترا استیک اسید(EDTA)  نیتریلو تری استیک اسید(NTA)  دی اتیلن تری امین پنتا استیک اسید(DTPA) گلوکونیک اسید،پلی کربوکسی –O- امینواسید،واتانول امین بعنوان عامل کیلیت کننده بوده و مانع از خوردگی می شوند.

اضافه کردن یون های کلسیم در وان فسفاته روی تغییرات قابل ملاحظه ای را در ساختار ،دانه بندی،ومقاومت به خوردگی پوشش فسفاتها ایجاد می کنند.این بدین صورت است که ساختارهای کریستالهای فسفات روی از فرم فسفولیت – هوپتیت به فرم زئولیت – هوپتیت تبدیل می گردد.این نوع از اصلاحات با کلسیم در فسفاته روی سبب کاهش سایز دانه بندی (25-4میکرون) شده و در نهایت مقاومت به خوردگی پوشش افزایش می یابد.بصورت مشابهی افزودن یون های منگنز ونیکل سبب تبدیل رسوبات هوپتیت به فسفولیت شده تا پایداری شیمیایی و حرارتی بهتری داشته باشند.این نوع فسفاته ها در دسته فسفاته روی اصلاح شده با نیکل ومنگنز قرار میگیرند.این نوع فسفاته دسته جدیدی از فسفاته ها را تحت عنوان فسفاته های سه کاتیونی معرفی میکنند که قادر هستند الومینیوم ،اهن واهن گالوانیزه را فسفاته کنند.در کنار این دسته از اصلاحات در حمام فسفاته برای بهبودافزودنی های زیادی اضافه می گردد.سانکارانارایانا و همکارانش افزودنی ها را دسته بندی کردند.شرایط مورد قبول و احتیاط در هنگام استفاده از این افزودنی ها مورد توجهشان بود.دمای وان فسفاته در هنگام انجام کار نقش بسزایی در کیفیت پوشش دارد.افزودن دمای وان بالاتر از دمای پیشنهاد شده سبب تبدیل فسفاته یکی به فسفاته سه تایی شده که این در نتیجه افزایش اسید ازاد وان است که سبب تاخیر در ایجاد پوشش فسفاته میشود.نقش قطعی حرارت دادن بیشتروان فسفاته و نحوه رفع مشکلات ایجاد شده از این موضوع را سانکارا وهمکارانش بررسی کردند .انها دریافتندکه پوشش لایه فسفاته تا دمای 55درجه افزایش می یابد.در دماهای بالاتر (65-75)مقدار پوشش کاهش می یابد.نتایج الکتروشیمی در NaCl 3.5%نشان دادند که دانسیته جریان خوردگی در فسفاته حداقل 2.77Ma/dm2) )است در حالتیکه فسفاته در دمای 55درجه اعمال گردد.امروزه از روش های الکتروشیمیایی نیز برای اعمال فسفاته استفاده می گردد.در این روش ها پوشش فسفاته بیشتر و وزن ان نیز بیشتر است.تکانهای مکانیکی در طول فرایند فسفاته سبب بهبود دانه بندی فسفاته میشود.فرایندهای التراسونیک با ایجاد کویتیشن باعث فعالسازی سطح و افزایش سرعت هسته زایی هستند.این روش ارائه دهنده دانه بندی یک شکل با کمترین تخلخل فسفاته می باشد.

3-7- نقایص پوشش و رفع انها

قطعات فسفاته با مقاومت به خوردگی پایین ،پوشش سیاه با مقاومت در برابر خوردگی متفاوت ، پوشش فسفاته با پودر سفید برخی نقایص محلول پوشش فسفاته می باشند.این نقایص معمولا بر اثر اعمال نامناسب اماده سازی، افزایش میزان اکسنده ها وشتاب دهنده ها ،عدم توجه کافی در هنگام شستشو و چربی گیری ،ضریب اسید نادرست وشرایط اعمال ، افزایش تشکیل لجن وخطا در مراحل نهایی ایجاد گردد.حضور برخی الودگی های فلزی مانند ترکیبات الومینیوم ، انتیموان ،سرب ،قلع ،حضور یون های کلرید،ثابت اسیدی نادرست ، پارامترهای نادرست حمام وشرایط اعمال می توانند در مقاومت پایین پوشش نقش داشته باشند.پوشش تیره نیز بر اثر شستشو وچربیگیری نامناسب ایجاد میشود. افزایش بالای دما در حین فرایند فسفاته سبب ایجاد رسوب ولجن شدیدمعلق در محلول وتشکیل رسوب پودری شکل می گردد.کیفیت خوب پوشش در نتیجه شستشوی مناسب وچربیگیری کامل سطح ،رابطه درست سطح به حجم محلول ،کنترل فاکتورهای وان وشرایط اعمال جهت جلوگیری از رسوب ولجن در محلول می باشد.برخی از اشکالات مشاهده شده در فرمولاسیونهای فسفاته معمول ،زمان طولانی فرایند،تشکیل لجن وانعطاف پذیری کم فرایند می باشد.این اشکالات بطور عمده ای توسط اضافه کردن افزودنی ها رفع می گردد.هر کدام از این افزودنی ها برای حل یک مشکل خاص در صنعت ابکاری بکار میرود.

3-8- پیشرفت های اخیر

باتوجه به موارد ذکر شده در بالاکاملا مشهود است که فرایندهای فسفاته تحت اصلاحات متعددی قرار گرفته اند.اغلب این پیشرفتها در جهت حل بحران انرژی هستند.بنابراین ،هدف دستیابی به فرمولی است که وان با دمای پایین تر نیز کارایی داشته باشد.بخوبی روشن است که شتاب دهنده ها نقش بسیار مهمی در کاهش زمان و دمای فرایند فسفاته بازی می کنند.فنگ فنگ وهمکارانش به فرایند فسفاته اصلاح شده در دمای پایین بر روی سطح استیل حاوی کربن بالا دست یافتند که با یک هیدروکسیل امین سولفات (HAS) اقتصادی بجای شتاب دهنده های عمومی نیتراتی این فرایند را انجام دادند.پوشش فسفاته شامل فازهای Zn3(PO4)2.4H2Oو ZnFe(PO4)2.4H2O می باشد.این قابل استناط است که با استفاده از HASپوشش نازکتر ومتراکم تر میشود.سایز کریستالها از 100 میکرومتر به 50میکرومتر کاهش یافته و مقدارZnFe(PO4)2.4H2Oبه میزان 30 تا44درصد با استفاده از HASکاهش می یابد.

امروزه فسفاته با دمای پایین بدلیل اقتصادی بودن موردتوجه بیشتری قرار گرفته است.گر چه استفاده از فرایند فسفاته با دمای پایین شامل استفاده بیشتر مواد شیمیایی و زمان طولانی تر فرایند ،درکنار انعطاف پذیری محدود می باشد.اتانارسواری وهمکارانش اثر جفت شدن گالوانی استیل نرم رابا کاتدهای مختلفی چون تیتانیوم ،مس ،برنز،نیکل واستیل ضدزنگ در فسفاته پذیری ومقاومت در برابر خوردگی بررسی کردند.انها متوجه شدند با افزایش انحلال فلز تشکیل پوشش فسفاته درهنگام کوپل شدن گالوانی استیل نرم با فلزات نجیب تر از اهن در فسفاته با دمای پایین در اثر افزایش سرعت تشکیل پوشش سودمند بوده و محصولی یکدست باتخلخل کم و وزن پوشش بیشتر ایجاد می گردد.

3-8-1-پوشش فسفاته روی بر روی الیاژهای الومینیوم

فسفاته یکی از فرایندهای اماده سازی سطح برای فلزات اهنی وغیر اهنی می باشد.اخیرا گزارشهای کمی درمورد پوشش فسفاته روی بر روی الیاژهای الومینیوم شده است. اختر وهمکارانش اثرPH ونقش Ni²⁺را در پوشش فسفاته بر روی الیاژ2024 الومینیوم را بررسی کردند.سان وهمکارانش اثرات مس بر روی پوشش فسفاته روی بر سطح الومینیوم را بررسی کردند.اثر مس بر روی مورفولوژی پوشش مورد تاکید است.وان فسفاته حاوی ZnO,H3PO4,NaF برای پوشش فسفاته بر روی الومینیوم مورد استفاده قرار می گیرند و2Ni(NO3) بعنوان شتاب دهنده استفاده می گردد.همچنین نشان داده شده است که افزودن نمک های فلزی در وان حمام فسفاته بر روی پوشش میکرونی فسفاته اثر می گذارد وسبب می شودپوشش بهتر و متراکم تر گردد.بررسی اعمال فلزات خاکی نادر بر سطح فلز توسط بتنکورت وهمکارانش بررسی شد. مشاهدات انها بر اساس کاهش وزن و پلاریزاسیون نشان داد که کلرید های لانتانیوم ،سریوم و ساماریوم باز دارنده های خوردگی بر روی الیاژهای Al-Mg AA5083 در محلول NaCl 3.5%می باشد.ترن وهمکارانش رفتار خوردگی استیل را در نمک Y(III) در نمک NaCl 3% بررسی کردند.

فرایندهای فسفاته بر روی الیاژهای الومینیوم شامل واکنشهای زیر می باشند:

فسفاته سه تایی نا محلول از واکنش زیر شکل می گیرد:

در اینجا Zn(PO4)2.4H2O جز اصلی در پوشش فسفاته می باشد . واکنش 3و4بصورت پی در پی انجام می گیرند تا هسته زایی ورشد کریستالها اتفاق افتدو در نهایت تمام سطح با پوشش کریستال های فسفاته پوشیده گردد.

بدلیل اختلاف پتانسیل استاندارد روی (0.76-) ولت و الومینیوم (1.66-) ولت الومینیوم موجود در الیاژهای الومینیوم در محلول وان حل میشود و الکترون می دهد،این امر سبب می شود که Zn²⁺ نزدیک سطح بصورت Zn  بر روی سطح در مناطق کاتدی رسوب شود رسوب پوشش فسفاته تشکیل گردد.

گزارش شده است که زمانیکه Y2O3بعنوان شتاب دهنده استفاده گرددبجای نیتریت ، یک پوشش فسفاته باکریستالهای خوب بر روی Alالیاژ6061ایجاد می گردد.در یک وان فسفاته حاوی ZnO,H3PO4,NaF,Y2O3پوشش فسفاته شامل ترکیبی از هوپتیت و روی فلزی می باشد.تشکیل پوشش فسفاته بصورت قوی تحت تاثیر حضور Y2O3  در وان فسفاته می باشد.افزودن Y2O3 نه تنها سبب کاهش سایز کریستالهای فسفاته می گردد بلکه سبب می شود تا تراکم پوشش نیز افزایش یابد.مطالعات OCP نشان داد که فرایند فسفاته در وان فسفاته حاوی 20 mg/l از Y2O3 نیاز به زمان کمتری داشته است.

3-8-2- فسفاته روی بر روی الیاژهای منگنز

گزارش هایی در مورد پوشش فسفاته بر روی الیاژهای منگنز اورده شده است.نیو لی متوجه شد که پوشش فسفاتی کاتدی مناسب تشکیل شده بر روی الیاژمنگنز AZ9ID در حمام فسفاته در 0.2-0.5A/dm² می باشد.ترکیب درصد بهینه برای حمام بصورت زیر می باشد:15.5-17گرم برلیتر اسیدفسفریک 85%،2.5-3.9گرم بر لیتر اکسید روی،1.5-1.8گرم بر لیتر سدیم فلوراید،0.03-0.05گرم بر لیتر سدیم دو دسیل سولفات،Zn3(PO4)2.4H2O,AlPO4,MgZn2(PO4)2 وذرات روی اجزای اصلی در پوشش فسفاته کاتدی هستند.میانگین سایز ذرات روی فلزی در حدود 28.2 نانومتر است و میزان روی پوشش با افزایش ضخامت ،کاهش می یابد.اتانول امین بعنوان یک افزودنی با بهبود ساختار میکرونی کریستال های پوشش اثرات مفیدی در برابر مقاومت به خوردگی ایجاد می کند.هم نیترات وهم نیتریت بعنوان شتاب دهنده ZPO بر روی الیاژهای منگنز بکار می روند.از زمانیکه نیتریت بعنوان یک عامل سرطانزا شناخته شد،از استفاده از ان جلوگیری شده وسایر شتاب دهنده هایی چون کلرات ،سدیم متا نیترو بنزن سولفامات ومولبیدات بعنوان عامل شتاب دهنده در فرایند فسفاته بجای نیتریت مورد استفاده قرار گرفتند تا مشکل الودگی محیط زیست کاهش یابد.

چسبندگی و مقاومت در برابر خوردگی با افزودن نیکل وکلسیم در وان فسفاته افزایش می یابد.هر دویون ZN²⁺,Ca²⁺ را می توان در پوشش فسفاته گنجاند زمانیکه نیترات کلسیم به وان فسفاته روی افزوده شود.برای پوشش الیاژهای منگنز که خواص مقاومت به خوردگی بیشری از خود نشان می دهند.مکانیسم تشکیل فسفاته روی بر روی الیاژهای منگنز را می توان توسط واکنش زیر توضیح داد:زمانیکه الیاژمنگنز در حمام فسفاته غوطه ور گردد،منگنز حل شده و بعنوان میکرو اند عمل میکندوهیدروژن نقش میکرو کاتد را دارد.

حضور شتاب دهنده ای چون یون های نیتریت سبب افزایش Ph محلول فسفاته شده که واکنش انها بصورت زیر می باشد:

در pHهای 3منگنز می تواند بصورت Mg3(PO4)2 بر روی الیاژهای منگنز رسوب کند.

فاز هوپتیت بر روی الیازهای منگنز توسط واکنش زیر ایجاد می گردد:

واکنش کلی فسفاته را با مکانیسم زیر می توان توضیح داد:

تشکیل Mg3(PO4)2

وجود یون های فلوئورید در وان فسفاته می تواند بر روی خواص پوشش اثر داشته باشدکه این واکنش بصورت زیر است:

حضور روی واکسید روی را می توان توسط واکنش های زیر توضیح داد:

با وجود یون های کلسیم در محلول فسفاته واکنشهای زیر اتفاق می افتد:

3-8-3- ایجاد پوشش های نانو

اخیرا موادی با ساختار نانو بدلیل اهمیتشان در تحقیقات وکارایی فراوانشان بسیار مورد توجه قرار گرفته اند.استفاده از نانو مواد در صنایع معمول چون ابکاری ،لاستیک وپلاستیک وارد شده است.در صنایع ابکاری ،به کمک این نوع از نانوتکنولوژی ، کیفیت های نو و خاصی قابل ایجاد هستند.نانوذرات می توانند در طول اماده سازی جذب بازدارنده ها شوند وسپس به ارامی در تماس با رطوبت ازاد گردند.در این روش می توان زمان ازاد سازی نانو ذرات را از یون های بازدارنده طولانی کرده وهمچنین اثر منفی بازدارنده ها را بر روی پایداری پوشش کاهش داد.حامل های نانو مزیت های باز دارندگی در برابر خوردگی وحفاظت از خوردگی نانو ذرات را با هم درمی امیزند.با توجه به اینکه لایه های پلی الکترولیت نقش یک بازدارنده را بین مهارکننده وپوشش دارند،حفاظت از خوردگی حفاظت از خوردگی طولانی وپایداری در ساختارهای فلزی بدست می اید.

بعلاوه استفاده از SiO2 بخنوان فیلتر ،کاتالیست ،پشتیبان کاتالیست،جاذب وعامل کروماتوگرافی ،موثر بودن نانو ذراتSiO2 بعنوان شتاب دهنده های دوستدار محیط زیست جایگزین اکسیدانها شده اند.بخاطرپایداری و

خطرناک بودن ترکیبات اکسید نیتروژن. تاثیر نانو ذرات sio2 بر روی مورفولوژی سطح پوشش فسفاته بررسی شده است. وزن پوشش فسفاته با حضور SiO2 در محدوده 0-4گرم بر لیتر بصورت خطی افزایش می یابد.پوشش فسفاته حاصل از وانی با غلظت 3گرم بر لیتر نانو ذرات SiO2 نشان دهنده کمترین میزان زبری می باشد. انالیز انکساری X-ray نشان دادند که پوشش فسفاته شامل هوپتیت و فسفولیت بود.اضافه کردن نانو ذرات SiO2 می تواند در فرایند هسته زایی کریستالها مفید باشد وبا تغییر دادن جهت گیری کریستالها سایز کلاسترهای کریستال فسفاته را کنترل کند. ترسیب پوشش فسفاته الکتروشیمیایی توسط وان حاوی SiO2 مقاومت در برابر خوردگی بهتری نسبت به وانی که حاوی SiO2 نیست دارد.

پوشش فسفاته شامل روی ، اهن ، منگنز عموما برای محافظت در برابر خوردگی وپایه رنگ استفاده می گردد.تلاش های اخیر برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی پوشش فسفاته بطور عمده ای بر روی مراحل اماده سازی قبل از فسفاته و فرایند تکنولوژیک فسفاته استوار است. حل شدن روی در طی فرایند فسفاته مشکل اصلی و اثر فراوانی بر روی مقاومت در برابر خوردگی تمامی پوشش ها دارد.

همچنین نشان داده شده است که افزودن نمک های فلزی در وان فسفاته میتواند ساختار میکرونی پوشش فسفاته را تحت تاثیر قرار دهد و ایجاد پوشش متراکم تر ومتناسب تر کند. افزودن  Mn²⁺ به وان فسفاته سبب می گردد تا مقاومت خوردگی پوشش فسفاته روی بر روی اهن واهن پوشش داده شده با روی بهبود یابد.همچنین گزارش شده است که افزودن Ni⁺ به محلول فسفاته مقاومت در برابر خوردگی پوشش فسفاته روی بر روی الیاژ Al 2024 را بهبود می بخشد. عموما اکسید های فلزی چند نقش بر عهده دارند ونقش مهمی در کاتالیزورهای هتروژن ، الکتروشیمی ،سنسورهای گازی وپوشش های محافظ خوردگی دارند.TiO2  یک ماده موثر با پایداری بالا و بدون سمیت می باشد.گزارش شده است که افزود TiO2 به وان فسفاته سبب کاهش منافذ و ایجاد ضخامت پوشش می شود.همچنین قابلیت رنگ پذیری فسفاته نسبت به حالت عادی بهتر می شود.تغییرات مشخص در وزن ، مورفولوژی ومقاومت خوردگی در غلظت حدودی نانو ذرات ZnO در رنج 0-0.25 گرم بر لیتر ایجاد می گردد. نتایج نشان می دهد که حضور ZnO در محلول فسفاته ایجاد پوشش فسفاته با وزن بیشتر ،پوشش سطحی بهتر و چسبندگی و مقاومت به خوردگی بیشتری نسبت به وان های فسفاته معمول دارد.مقاومت به خوردگی بیشتر زمانی حاصل می گردد که غلظت ZnOدر حدود 1.5گرم بر لیتر باشد.اثر فعال کنندگی ZnOسبب می شود تا از شتاب دهنده هایی مانند NaNO3 کمتر استفاده شود.پوشش های فسفاته روی نانو ساختاری مقاومت خوردگی مانند پوشش های فسفاته روی گالوانی دارند.شکل 1 نشان دهنده عکس SEM از پوشش فسفاته بهبود یافته می باشد.سایز میانگین دانه های پوشش ZPO در حدود 30-40 نانومتر است. شکل 2 عکس TEM از پوشش نانو فسفاته روی را نشان می دهد. نتاایج سالت اسپری نشان دهنده نتایج بهتری از فسفاته معمولی هستند.

3-9- خصوصیات پوشش فسفاته

متد های ارزیابی پوشش فسفاته شامل تعیین خصوصیات فیزیکی مانند خوردگی محیطی می باشند.کوتیکوفسکی و همکارانش روش های سنجش پوشش فسفاته را بررسی کردند.

3-9-1- ارزیابی خصوصیات فیزیکی

3-9-1-1- مشاهدات بصری

نقایص قابل مشاهده مانند نواحی بدون پوشش وغیر یک بودن پوشش فسفاته را می توان براحتی با چشم تشخیص داد.رنگ پوشش فسفاته بر روی اهن از خاکستری روشن تا خاکستری تیره متناسب با نوع وان و دانه بندی فلز پایه متفاوت می باشد.

3-9-1-2- تعیین ضخامت و وزن پوشش

این احتمالا مهمتری پارامتر در تعیین خصوصیات پوشش فسفاته می باشد.ضخامت ناحیه ای پوشش فسفاته بر روی اهن معمولا از طریق روش های مغناطیسی ،الکترومغناطیسی و میکروسکوپی تعیین می شود.ضخامت میانگین معمولا بصورت g/m² یا mg/ft² بیان می شود. وزن پوشش بر حسب واحد مساحت بیان می گردد .وزن پوشش بر اثر حل شدن پوشش در یک محیط مناسب و وزن کردن نمونه قبل و بعد از حل شدن پوشش تعیین می گردد. حلال انتخاب شده باید اثر خوردگی بر فلز پایه نداشته باشد تا از خطا جلوگیری کند.اسید هیدروکلریک غلیظ حاوی 20گرم بر لیتر تری اکسید انتیموان در دمای اتاق معمولا برای این منظور مناسب است. سایر محلول های عمومی مورد استفاده عبارتند از محلول 5%اسید کرومیک در دمای اتاق و محلول 20% هیدروکسید سدیم در 90 درجه.

3-9-1-3- تعییم مقاومت اسیدی

این کمیت بصورت اختلاف در وزن بر حسب مساحت قبل از فسفاته و پس از لایه برداری محاسبه شده وبصورت  g/m2بیان می شود.

3-9-1-4- محاسبه تخلخل

میزان تخلخل پوشش فسفاته توسط اندازگیری دانسیته جریان کاهش اکسیژن زمانیکه در هوای اشباع شده با هیدروکسید سدیم (Ph=11) غوطه ور باشد.میزان دانسیته جریان در ولتاژ 550- اندازه گیری می شود که اکسیژن کاهش می یابد و این نشان دهنده واکنش در مناطق بدون پوشش است ومیتوان ان را بعنوان معیاری برای سنجش تخلخل در نظر گرفت.

روش شیمیایی (شناساگر فروکسیل) روشی برای اندازه گیری میزان تخلخل بر اساس تشکیل نقطه های ابی در کاغذ صافی غوطه ور ذر فری سیانید پتاسیم – کلرید سدیم – ژلاتین است که این عمل برای یک دقیقه انجام می گردد. میزان نقطه های ابی بر حسب سانتی متر مربع معیاری از میزان تخلخل پوشش می باشد.

اگر چه هم تست الکتروشیمیایی وهم تست فروکسیل در مقیاس صنعتی برای بررسی میزان تخلخل پوشش فسفاته بکار گرفته می شوند اما روش دوم روش کیفی بوده ومیزان تخلخل در وان های مختلف را نشان نمی دهد. بر عکس روش الکتروشیمیایی در کنار ساده بودن بسیار قابل اعتماد می باشد.

3-9-1-5- تعیین پایداری حرارتی و شیمیایی

پایداری حرارتی پوشش اغلب توسط محاسبه میزان کاهش در وزن قطعه زمانی که در دمای 120تا 180 درجه قرار می گیرد محاسبه می شود.پایداری شیمیایی توسط محاسبه میزان پوشش باقیمانده زمانیکه در محلول قلیایی غوطه ور است محاسبه میشود.تعیین پایداری قلیایی بسیار مهم می باشد در حد تعیین پوشش فسفاته بعنوان پایه ای برای پرداخت های کاتدی الکتروفورتیک. غوطه وری در هیدروکسید سدیم تعیین کننده تست پایداری قلیایی می باشد.اخیرا کوتیوفسکی وهمکارانش محلول بافری را تهیه کردند که شامل 0.01مولار از EDTA می باشد که بعنوان محیط قلیلیی برای بررسی پایداری استفاده کردند.محاسبا مشابهی شامل محاسبه میزان پوشش باقیمانده زمانیکه قطعه در محلول بافر غوطه ور می گردد و PHمحلول از 2تا14تغییر می کند و میزان عملکرد پوشش فسفاته در محیط های مختلف بررسی می گردد.

3-9-1-6- ارزیابی مورفولوژی سطح

غالبا مورفولوژی پوشش و سایز کریستال توسط میکروسکوپ الکترونی اسکنی (SEM) بررسی می گردد و فازهای کریستالی توسط تکنیک X-RAY انکساری و انالیز عنصری سطح پوشش انالیز X-RAY پخش انرژی (EDX) صورت می گیرد.

3-9-1-7- اندازه گیری چسبندگی

روش ازمایشگاهی استاندارد برای بدست اوردن میزان چسبندگی تست کندن پوشش است که شامل تعیین چسبندگی در نواحی خط دار شده با استفاده از یک نوار چسبنده می باشد.غالبا چسبندگی در مناطق خشک خوب است البته به میزان چسبناکی رنگ نیز بستگی دارد. میزان چسبندگی در حالت مربوط نیز مهم می باشد ومعمولا بدین صورت بررسی می گردد که قطعات رنگ شده در اب غوطه ور شده در دمای 45درجه به مدت 240 ساعت. متناسب با گسترش مناطق لایه برداری شده مقیاسی بین 0تا5B بر حسب استاندارد  بر حسب استاندارد ASTM 3359-87 ایجاد می گردد.

3-9-2- ارزیابی مقاومت به خوردگی

3-9-2-1-تست کنترل کیفی مقدماتی

بررسی های مقدماتی برای سنجش کیفیت پوشش برای بررسی انلاین معمولا شامل دو تست تجربی می شود که یکی شامل بررسی نقطه های زنگ زده پس از غوطه وری در کلرید سدیم 3% بمدت 3-5 دقیقه ودیگری نشستن مس فلزی ناشی از محلول سولفات مس – کلرید سدیم و هیدروکلریک اسید می باشد.

3-9-2-2- تست مقاومت به خوردگی ازمایشگاهی

تست متداول ازمایشگاهی برای ارزیابی مقاومت پوشش فسفاته شامل :1) تست غوطه وری 2)سالت اسپری 3) تست رطوبت 4) تست قطره کوچک نمک می باشد.

3-9-2-2-1- تست غوطه وری

این تست شامل تعیین زمان مورد نیاز برای ظهور خوردگی در فلز پایه ای که در محلول کلرید سدیم 3% غوطه ور شده است می باشد.تغییرات در وزن بر حسب g/m² برای دوره های زمانی 24ساعته نیز میتواند متناسب لا میزان خوردگی پوشش باشد.

3-9-2-2-2 تست سالت اسپری

این تست شامل قرار دادن فسفاته و قطعه پرداخت شده در محلول نمکی کلرید سدیم 5% در محفظه سالت اسپری برای زمان مشخص می باشد.میزان گسترش خوردگی در قطعه خط دار شده با توجه به ASTMB11785 امتیاز دهی می شود که این معیاری برای سنجش میزان خوردگی پوشش فسفاته می باشد.

هدف اصلی از تست سالت اسپری محاسبه مقدار موثر بودن پوشش فسفاته در جلوگیری از پخش زنگ زدگی به سایر نقاط یا نقاط اسیب دیده در رنگ می باشد. این کاربرد مخصوصا در صنایع موتور ماشین مانند وسایل نقلیه ،بعنوان محیط دریایی عمل کرده و بهمراه نمک و رطوبت یخ نیز اعمال می گردد تا شرایط کشورهای سرد نیز بررسی می گردد.

3-9-2-2-3- تست رطوبت

تست رطوبت برای چک کردن کارایی در فرایندهای شستشو بکار می رود. این تست شامل قرار دادن قطعات فسفاته شده در معرض شرایطی با رطوبت بالا (90-95% رطوبت نسبی ) در دمای نسبتا بالا (42-48)درجه می باشد. ارزیابی خوردگی احتمالا تحت تاثیر نخلخل پوشش بررسی می شود. گسترش تاول ها در رنگ بر اثر حضور نمک های فسفاته در محلول و پنل های پرداخت شده زمانیکه به مدت 1000ساعت در محفظه مرطوب قرار می گیرند. با میزان خوردگی در ارتباط است.این تست حضور مواد مضر برای پوشش رنگ محلول در اب را مشخص می کند.

3-9-2-2-4- تست قطره نمک A.R.E

این تست شامل ارزیابی مقاومت در برابر خوردگی قطعات فسفاته شده با تعیین کاهش وزن پس از 5 روز در معرض شرایط مرطوب درون یک محفظه بسته با یک اسپری اب دریا در هر روز می باشد.

3-9-3- روش های تست الکتروشیمیایی

روش های الکتروشیمیایی تست پوشش فسفاته عموما شامل مطالعات پلاریزاسیون اندی در نیترات امونیوم 0.6مولار و اندازه گیری امپدانس AC در محلول کلرید سدیم 3%می باشد.

بر رسی های پلاریزاسیون اندی در نیترات امونیوم بر اساس انتقالات فعالسازی – غیر فعالسازی با بکار گیری پتانسیل می باشد.در طی پلاریزاسیون اندی در پتانسیل های منفی تر از 0.33- ولت اهن فسفاته شده برای انحلال فعال می گردد. بالاتر از این پتانسیل اولین ناحیه پسیو شده بر اثر جذب یون های هیدروکسید در سطح الکترود ایجاد می گردد. وقوع ناحیه دوم فعالسازی بر اثر جابجایی یون های هیدروکسید با یون های فسفاته موجود در سطح تماس الکترود/محلول می باشد. جانشینی یون های فسفاته جذب شده با یون های نیترات سبب می گردد سبب ایجاد ناحیه دوم پسیو شده می گردد. واضح است که این مناطق فعال و پسیو شده بر اثر رقابت و جذب های وابسته به پتانسیل انیون ها بر سطح الکترود می باشد.

مطالعات امپدانس AC شامل اندازگیری مقاومت انتقال بار ،ظرفیت لای مضاعف و امپدانس واربرگ، پارامتر هایی که شامل اهداف معادل مدل چرخه ای الکتریکی در ارتباط با رفتارهای سیستم های پوشیده شده در محیط های خورنده می باشند. گزارشات ثبت شده بر ارزیابی پوشش فسفاته بیان می دارند که این پوشش  در ارتباط با میط خورنده(NACL 3.5% )   می تواند بیان کننده میزان تخلخل فلز پوشیده شده باشد.بر این اساس ،لایه فسفاته می تواند بصورت یک مهارکننده نسبی الکترودها باشد، زمانی که در تماس با محلول NACL3.5% باشد.زمانیکه ظرفیت ومقاومت بطور مستقیم و غیر مستقیم تغییر کنند،به ترتیب ، متناسب با مساحت بر اساس پارامتر های اندازه گیری ، سرعت خوردگی فسفاته های مختلف تعیین می گردد.

3-10- اثرات محیطی

پسماندهای زیادی عموما بر اثر فرایند های ابکاری بر جای می مانند.پسماند های جامد شامل حامل های پوشش ،لجن های پوشش ناشی از اسپری و تجهیزات پاک کننده ، فیلترهای مصرف شده و مواد خورنده و پاک کننده های کهنه می باشند.

لجن فسفاته عموما حاوی اهن20%wt ، روی 10%،منگنز 1-3% و نیکل کمتر از 1% و فسفات 50-55% است.از اینرو تلاش ها برای بازیافت روی ، اهن ،و فسفاته برای اماده سازی محلول های فسفاته ویا شارژ مجدد متمرکز میشود. در میان روش های متعدد جهت بازیافت لجن های فسفاته ، پیرومتالوجیکال فرایند،فرایندهای کاهشی ، برای بازیابی فلزات روی ، اهن، نیکل و بعلاوه فسفات سدیم ،فرایندهای شیمیایی مرطوب با سنگ شویی متناوب با اسید و استفاده مجدد در محلول فسفاته ، طراحی با اسید های معدنی و جداسازی جز اصلی و استفاده مجدد رایج می باشد.

پسماندهای مایع شامل ابهای به جا مانده ناشی از مراحل اماده سازی سطح ، اسپری ویا تجهیزات پاک کننده ، مواد مازاد در اماده سازی سطح و پوشش دهی می باشد. انجام سیکل بسته برای حلال های مصرفی برای کاهش هزینه های مصرفی رایج است. حلال های بر پایه اب معمولا در همان محل تصفیه مشوند تا در تصفیه خانه های عمومی.

روش نشر voc بوسیله تولید عمومی فرایند پوشش که پوشش های بر پایه حلال استفاده می شود ، نیازمند وسایل کنترل مانند واحد های کربن جاذب، کندانسورها یا کاتالیزورهای اکسایشی حرارتی می باشند.