一、不(bu)銹鋼電(dian)化學著色(se)法使用的電(dian)信號
在化(hua)學著(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銹鋼存在的電位。
在(zai)電(dian)化學著(zhu)色法中,在(zai)不銹鋼上(shang)施加可控(kong)制的(de)電(dian)流(liu)信號,強制不銹鋼發生氧化,從(cong)而生成著(zhu)色膜。施加的(de)電(dian)信號以電(dian)流(liu)法表(biao)示或電(dian)壓(ya)法表(biao)示。
1. 電流法(fa)
又可分為:
①. 恒定直流(liu)(liu)電(dian)流(liu)(liu)法,電(dian)流(liu)(liu)大小(xiao)不變(bian);
②. 脈沖(chong)電(dian)流(liu)法(fa),施加的(de)電(dian)流(liu)信(xin)號是以脈沖(chong)的(de)形式不斷(duan)發生變化的(de)。
2. 電位法
又可分(fen)為:
①. 脈沖電位法(fa);
②.恒定(ding)電位法。
二、不銹鋼電化學著(zhu)色法的特(te)點
電化學著色法的優點:
①. 顏色可控(kong)性(xing)很好(hao),時(shi)間(jian)范圍寬并縮短;
②. 顏色(se)的(de)重現性好;
③. 受不銹鋼(gang)表面狀(zhuang)況(kuang)的影響較小;
④. 處(chu)理溫度較(jiao)低(di),有些工藝可在室溫下進行,改(gai)善(shan)了工作環境,溶液成分(fen)波(bo)動較(jiao)小;
⑤. 溶液成分含量較(jiao)低,因(yin)而污染(ran)程度較(jiao)輕;
⑥. 用脈沖電流法(fa)著(zhu)色,溶液工作壽命比化學(xue)法(fa)的長。
電化(hua)學著(zhu)色(se)法的缺點(dian)主要有兩點(dian):一是(shi)(shi)電力線(xian)分布不均(jun)勻(yun)(yun),這(zhe)是(shi)(shi)由不銹(xiu)鋼工(gong)件形狀太復(fu)雜所引起的,電化(hua)學著(zhu)色(se)法最適合簡單的,如(ru)平板、帶(dai)狀物的著(zhu)色(se);二是(shi)(shi)顏色(se)不均(jun)勻(yun)(yun),這(zhe)是(shi)(shi)由電流分布不均(jun)勻(yun)(yun)所致,最好是(shi)(shi)使用恒電位法來(lai)克服這(zhe)一缺點(dian)。
三(san)、不銹鋼電(dian)化學(xue)著色(se)成(cheng)膜機理(li)
1. 陽(yang)極電流(電位(wei))反(fan)應
電化(hua)學(xue)(xue)著(zhu)色液的(de)主要成分(fen)基本上是鉻酐(gan)(CrO3)和硫酸(H2SO4),不銹鋼浸人(ren)著(zhu)色液并施加陽極電流(電位)后,在電化(hua)學(xue)(xue)著(zhu)色的(de)過程中陽極發生(sheng)的(de)反應為:
M = Mn+ +ne(9-1)
式中M表(biao)示不銹鋼成(cheng)分,如鉻、鎳、鐵等,由于陽(yang)極電(dian)流的(de)作用,金(jin)屬成(cheng)分以離子態(tai)進(jin)入(ru)著色液與金(jin)屬的(de)界面層(ceng)中。
2. 陰(yin)極電流(liu)反(fan)應
不銹鋼上(shang)施加陰(yin)極電流(電位)時發生的反應可能(neng)是:
HCrO-4+7H++3e = Cr3++4H2O (9-2) 或 Cr2O2-7 +14H++6e = 2Cr3++7H2O
同(tong)時(shi)伴有(you)水解反(fan)應:
H2O+H++2e = H2+OH- (9-3)
3. 著色膜的形成
當電化(hua)學反應一(yi)段(duan)時(shi)間后,在(zai)金屬-溶液界面上,陽極(ji)和陰極(ji)電流生成的金屬離子在(zai)表(biao)面發生水解反應如(ru)下(xia):
pMn++qCr3++rH2O = MpCrqOr+2rH+ (9-4)
式(shi)中,p、q、r為(wei)正整數,且有(you)np+3q=2r的關系。
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。

