1973年,伊文斯等人提出不銹鋼著色膜生成原理,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(qi)中 2p+3q=2r (8-4)

當氧(yang)化(hua)膜一旦(dan)生成,陽極反應(ying)和陰極反應(ying)立即分離,如(ru)圖8-3所示,此時,陽極反應(ying)仍在氧(yang)化(hua)膜的孔(kong)底部(bu)即不(bu)銹鋼表面進行(xing),陰極反應(ying)在膜的表面進行(xing)。陽極反應(ying)產物(wu)M2+通過微孔(kong)向(xiang)外擴散(san),在孔(kong)口和孔(kong)底之(zhi)間存在擴散(san)電位(wei)差Δφ,隨著膜的加厚(hou),Δφ增大。膜厚(hou)不(bu)同(tong)就產生不(bu)同(tong)的干涉色(se),這(zhe)就是(shi)控制電位(wei)差可著彩色(se)的基本(ben)原理。

