一、不(bu)銹鋼電化學著色法使用的電信號


  在化學(xue)著(zhu)色法中沒有施加外在的電流。所需的電流、電位，皆發生在不銹鋼的自身，利用輔助電極，如飽和甘汞電極（SCE)或鉑電極（Pt)和精密電壓數字計可以測出不(bu)銹(xiu)鋼存在的電位。


  在(zai)電(dian)(dian)化學(xue)著色法中(zhong)，在(zai)不銹鋼上(shang)施加可(ke)控制(zhi)的(de)電(dian)(dian)流(liu)信(xin)號，強制(zhi)不銹鋼發生氧化，從(cong)而生成著色膜。施加的(de)電(dian)(dian)信(xin)號以電(dian)(dian)流(liu)法表(biao)示(shi)或電(dian)(dian)壓法表(biao)示(shi)。


1. 電流法


 又可分(fen)為：


①. 恒定直流電(dian)流法，電(dian)流大(da)小不變；


 ②. 脈(mo)沖電(dian)流法，施加的電(dian)流信號是(shi)以脈(mo)沖的形式不斷發生變化的。


 2. 電(dian)位法(fa)


 又(you)可(ke)分為：


  ①. 脈沖電(dian)位法；


  ②.恒定電位(wei)法。




二、不(bu)銹鋼電化學著(zhu)色法的特點


 電化學(xue)著色法的優(you)點：


  ①. 顏色可控(kong)性(xing)很好，時(shi)間(jian)范(fan)圍寬(kuan)并(bing)縮短；


  ②. 顏(yan)色的重現性好；


  ③. 受(shou)不銹鋼(gang)表面(mian)狀(zhuang)況的影響較小(xiao)；


  ④. 處理溫度較低，有些工(gong)藝可在室溫下進行，改善了(le)工(gong)作環(huan)境，溶液(ye)成(cheng)分波動(dong)較小；


  ⑤. 溶液成分含(han)量較低，因(yin)而(er)污染程(cheng)度較輕；


  ⑥. 用脈沖電(dian)流法著色(se)，溶液工作壽命比化(hua)學法的長。


  電(dian)(dian)(dian)化學(xue)著(zhu)(zhu)色法的缺(que)點(dian)主要有兩點(dian)：一(yi)是(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)力線分(fen)布(bu)不(bu)均勻，這(zhe)是(shi)(shi)由不(bu)銹鋼工件形(xing)狀太復雜(za)所引起(qi)的，電(dian)(dian)(dian)化學(xue)著(zhu)(zhu)色法最適(shi)合簡單的，如平(ping)板(ban)、帶狀物的著(zhu)(zhu)色；二(er)是(shi)(shi)顏色不(bu)均勻，這(zhe)是(shi)(shi)由電(dian)(dian)(dian)流分(fen)布(bu)不(bu)均勻所致(zhi)，最好是(shi)(shi)使用恒電(dian)(dian)(dian)位法來克服(fu)這(zhe)一(yi)缺(que)點(dian)。




三(san)、不銹鋼電化學著色成膜機理(li)


1. 陽極電(dian)流（電(dian)位）反應(ying)


  電(dian)化學著(zhu)色(se)(se)液(ye)的(de)(de)主(zhu)要成分基本上是鉻酐（CrO3)和硫(liu)酸（H2SO4),不銹鋼(gang)浸人著(zhu)色(se)(se)液(ye)并施加陽極電(dian)流（電(dian)位）后，在(zai)電(dian)化學著(zhu)色(se)(se)的(de)(de)過程中(zhong)陽極發生(sheng)的(de)(de)反應為：


M = Mn+ +ne（9-1)


 式中(zhong)M表(biao)示不銹鋼成(cheng)分(fen)，如鉻、鎳、鐵等，由于陽極電流的(de)作用，金屬(shu)成(cheng)分(fen)以離子態進入著色液與金屬(shu)的(de)界面層中(zhong)。


2. 陰極電流反應


 不銹鋼上施加陰極電流（電位）時發生(sheng)的反(fan)應(ying)可能是：


 HCrO-4+7H++3e = Cr3++4H2O  （9-2)  或  Cr2O2-7 +14H++6e = 2Cr3++7H2O


 同時伴(ban)有水(shui)解(jie)反應：


H2O+H++2e = H2+OH- （9-3)


3. 著色膜的形成(cheng)


 當電化學(xue)反應一段時間后，在金(jin)屬－溶(rong)液界(jie)面(mian)上，陽極和(he)陰極電流生(sheng)成的金(jin)屬離(li)子在表面(mian)發生(sheng)水(shui)解反應如下(xia)：


  pMn++qCr3++rH2O = MpCrqOr+2rH+ （9-4)


  式(shi)中，p、q、r為正整數，且有np+3q=2r的關系(xi)。


  在溶液－金屬界面上，Mn+、Cr3+的濃度達到臨界值，超過富鉻的尖晶石氧化物的溶解度，水解反應形成著色膜MpCrqOr.


  Mn+、Cr3+的擴散乃是著色膜形成的關鍵步驟。陽極反應生成的Mn+通過膜中的孔隙擴散到膜的表面，與陰極反應生成的Cr3+絡合，使著色膜不斷地生長增厚。