1973年,伊文斯等人提出不(bu)銹鋼著(zhu)色膜生成原理,當不銹鋼浸入鉻酸和硫酸組成的著色液,在不銹鋼表面上發生電化學反應,見圖8-3,不銹鋼金屬(M)鉻、鎳、鐵等在陽極區放出電子變成金屬離子(M2+)。


陽極區:  M→M2++2e  (8-1)     (M代表Cr、Ni、Fe)


在陰極區含六價鉻的鉻酸接收電子變成三價鉻(Cr3+),反應式如下:


陰極區: HCrO-4+7H++3e → Cr3++4H2O (8-2)


當不銹鋼在溶液中浸漬一段時間后,在金屬/溶液界面上金屬離子(M2+)和Cr3+的濃度達到臨界值,并超過了富鉻的尖晶石氧化物的溶解度,由于水解反應而形成氧化膜,反應式如下:


pM2++qCr3++rH2O → MpCrgOq+2rH+(8-3)


其中(zhong)  2p+3q=2r (8-4)


圖 3.jpg


 當(dang)氧化膜一旦生成,陽極(ji)反(fan)(fan)應(ying)(ying)和(he)陰(yin)(yin)極(ji)反(fan)(fan)應(ying)(ying)立即(ji)分離(li),如圖8-3所(suo)示(shi),此時,陽極(ji)反(fan)(fan)應(ying)(ying)仍在氧化膜的(de)孔(kong)底部即(ji)不(bu)銹鋼表(biao)面進行,陰(yin)(yin)極(ji)反(fan)(fan)應(ying)(ying)在膜的(de)表(biao)面進行。陽極(ji)反(fan)(fan)應(ying)(ying)產物M2+通(tong)過微孔(kong)向外擴(kuo)散,在孔(kong)口(kou)和(he)孔(kong)底之間存在擴(kuo)散電位差(cha)Δφ,隨著(zhu)膜的(de)加厚(hou),Δφ增大。膜厚(hou)不(bu)同(tong)就(jiu)產生不(bu)同(tong)的(de)干涉色,這就(jiu)是控(kong)制電位差(cha)可著(zhu)彩色的(de)基(ji)本原理。