1.磷化处理是利用磷化处理剂与金属发生反应，在其表面形成磷酸盐化学转化膜的过程。这种磷酸盐转化膜称为磷化膜。由于磷化膜具有良好的吸附性、润滑性、绝缘性和耐腐蚀性，因此磷化工艺广泛应用于汽车、轮胎、机械制造、航空航天和家用电器等领域。近年来，随着社会健康和环保要求的不断提高，在提高处理性能、实现无毒环保的处理工艺的同时，已成为金属表面预处理领域的主要研究方向。目前，该领域的研究工作主要集中在无毒环保材料上。有两个方面：有毒环保磷化和完全放弃含磷配方的新工艺。
2 环保无毒磷化
我国目前使用的磷化液大多含有有毒或污染严重的成分。例如，应用最广泛的磷化促进剂——亚硝酸盐本身就是一种有毒有害物质；另外，磷化液中含有镍、铬等一些重金属离子，是比较有害的污染源。磷化过程中必须使用的磷酸盐、表面活性剂等也会对环境造成污染。因此，这里所说的环保无毒磷化并不是真正做到无毒无污染，而是指在磷化污染严重的现状下，依靠先进技术才能大大降低其污染和毒性，所以只要能满足当前的环保要求就足够了。由于磷化处理过程中毒性最大、污染最严重的主要是亚硝酸盐、重金属Ni2。
2.1 无亚硝酸盐磷化
亚硝酸盐在磷化过程中起到促进成膜的作用，效果良好；但它是一种致癌物，且毒性较高，因此无毒磷化的首要任务就是寻找亚硝酸盐的替代品。针对上述课题，国内外研究人员尝试开发一些无毒促进剂。报道的包括使用稀土复合添加剂、酸盐、过氧化氢、硝基和羟基有机化合物。其中，JOZ是最强的氧化剂之一，其加速作用也非常明显，其反应产物是水，较为理想。但它在酸性溶液中很不稳定，其有效浓度需要严格控制。另外，它的监测和控制也很麻烦。给其推广应用带来了困难。氰化物、稀土虽然促进剂等促进剂也是无毒或低毒的，但单独使用时其效果比电Z等促进剂低很多。虽然这类研究已经开展了很长时间，但尚未得到推广。在实际应用中，很少见到。
2.2无镍磷化
镍在现代磷化工艺中得到广泛应用，因为它可以大大提高磷化膜的附着力和耐腐蚀性。然而，镍离子对人体健康和环境有害。其排放受到严格限制，我国现行排放标准为1mg/L。虽然国外已经公布了无镍磷化的专利，但其很多性能无法与含镍工艺相比，无法满足工业涂装的要求。
3磷化替代技术
磷化替代就是采用环保的非磷化工艺来达到磷化处理的效果。它完全放弃磷酸盐系统，采用新的处理方法。是涂装前处理的发展方向。近年来，人们在稀土钝化、植酸、酸盐处理、氟锆酸处理和烷处理等方面做了大量的研究工作，并取得了一定的成果。其中，硅烷偶联剂在金属表面预处理中的应用是热点之一。
3.1 硅烷偶联剂在金属表面处理中的研究现状
硅烷试剂的选择是金属表面硅烷化处理需要面临的首要问题。硅烷处理含有不同官能团的金属可能会带来不同的效果。一般认为BTSE等非功能性硅烷薄膜对金属有较好的保护作用，而APTMS等含有有机官能团的硅烷薄膜可增强金属基体与有机涂层之间的结合力，适合使用与有机涂料结合。此外，同一硅烷试剂在不同金属表面的形成机理和性能也不同。例如，研究发现BTSPS可以显着提高铝和镁的耐腐蚀性能，但不能用于镀锌钢的表面处理。pH值主要通过影响硅烷溶液的水解和缩聚反应速率来影响硅烷膜的性能。一般认为酸性和碱性条件都对硅烷有利。水解反应和碱性条件似乎能更好地促进缩聚反应。因此，合理的pH值选择应考虑抑制硅烷溶液的缩聚反应，同时让硅烷溶液有合适的水解速率。基于这个原理，探索了一些保护性硅烷溶液的最佳pH值范围（:BTS45）、BTSPS（6615）。对于功能性硅烷膜的制备，适用的pH值范围更广，如y-APS(411) BTSPA (315 915)。另外，选择pH值时，还应考虑溶液中金属基体的稳定性。例如，加工金属铝、锌时，溶液的pH值不宜太高。一般认为，随着硅烷溶液浓度的增加，硅烷膜的厚度增加，从而提高处理件的耐腐蚀性能。但硅烷浓度过高会促进硅烷溶液的絮凝而使其失效。因此，为了获得良好的成膜性能并保证稳定性，必须选择合适的硅烷溶液浓度。硅烷溶液中的水含量不仅影响硅烷的水解和缩聚，而且影响其溶解度。醇类溶剂除了促进硅烷分子的溶解和分散外，还可以抑制硅烷的水解，调节水解速率。
3.2 含锆氟化物在金属表面处理中的应用研究现状
德国汉高公司研发了一种名为Bondoite的NT-1金属表面剂。其主要活性成分为氟烷基酸，但其成膜机理的相关报道非常不完整。一般认为，处理剂“F”中的氟烷基酸（H2Z）与金属表面的氧化物反应，形成复合产物（“丫”）。干燥后，该产品沉积在金属表面，形成致密的网状转化膜，具有较强的阻隔性能，与金属氧化物及后续有机涂层具有良好的附着力。
3.3 其他磷化替代工艺的研究现状
日本电火花精密加工研究所远藤泰彦和酒井富夫发明的无铬金属表面处理剂，提供了一种具有优异防锈性能的无铬金属，可用于金属制品，特别是镀锌金属制品的表面处理。表面处理剂，这种金属表面处理剂基本上由含有水和/或醇作为溶剂的含硅粘合剂溶液组成。日本涂料株式会社岛仓俊明等人发明了铬酸盐金属表面处理剂及其用途，为PCM提供非铬酸盐金属表面处理剂。日本株式会社日本材料株式会社大内隆等人发明的金属表面处理剂及用其涂覆的金属材料是含有四种成分的金属表面处理剂，牢固地附着在金属基材上，例如在铝上。日本涂料株式会社岛仓俊明等人发明了无铬酸盐金属表面处理剂及表面处理方法。
4 结论
总之，随着环保要求的不断提高，促使人们考虑使用其他环保工艺和处理剂来替代传统工艺。目前这方面的研究方向很多，但主要集中在硅烷化方面，因为硅烷偶联剂具有很多优点。利用硅烷偶联剂对金属材料进行表面处理具有广阔的应用前景。对此的研究使得开发一种简单、清洁、环保的磷化替代工艺成为可能。也是金属表面处理领域的迫切需求和发展。趋势。
