香蕉視頻app連接:不銹鋼電化學著彩色堿性(xing)溶液成分和工藝條件見(jian)表9-3.
一、配方1 (見表9-3)的(de)說明
本配(pei)方由上(shang)海(hai)手術(shu)器械廠(chang)傅綺君提出(chu)。
1. 色(se)澤的(de)呈(cheng)現過程
在(zai)配方1的(de)介質(zhi)中(zhong)，用電(dian)化(hua)學方法(fa)，在(zai)不(bu)銹鋼表面形成(cheng)一層致密(mi)而具有一定(ding)厚(hou)度(du)的(de)薄(bo)膜(mo)(mo)，隨著加(jia)工(gong)工(gong)藝的(de)不(bu)同，光對薄(bo)膜(mo)(mo)的(de)干(gan)涉(she)，在(zai)表面形成(cheng)各種單色彩色膜(mo)(mo)。
鉻(ge)系(xi)不銹鋼：淺灰色(se)－黑亮色(se)－藏青色(se)－金棕(zong)色(se)。
鉻-鎳系不銹鋼：青鋼色(se)(se)－藍(lan)色(se)(se)－紫色(se)(se)－金黃色(se)(se)－紅色(se)(se)－綠色(se)(se)－金棕色(se)(se)。
2. 彩色(se)膜的組(zu)成和厚度
①. 彩色膜的組成(cheng)。用(yong)AES進(jin)行表面分析，表層由氧、鎳、鐵、碳等組成(cheng)。
②. 彩(cai)色(se)膜的(de)(de)(de)厚度(du)。根(gen)據(ju)Ar的(de)(de)(de)濺射速率，計算(suan)出彩(cai)色(se)膜的(de)(de)(de)厚度(du)為200.0~930.0nm.
3. 彩色膜(mo)的外觀(guan)
經(jing)過(guo)著色(se)的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，不(bu)但具有(you)金屬的(de)強度和(he)耐蝕的(de)光(guang)亮表面，而且披上了各種各樣鮮艷的(de)彩色(se)外(wai)衣。彩色(se)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在裝飾方面有(you)著與其他材料無與倫比的(de)優點。
二、配方2 (見表9-3)的(de)說(shuo)明
本配方由沈陽第一(yi)工業學校安成(cheng)強(qiang)、韓玉梅、車永(yong)泉等人提出。
1. 赫爾(er)槽在陽(yang)極氧化中的應用(yong)
在(zai)250mL赫槽中，304不銹鋼片(pian)放在(zai)斜邊作陽極，直流穩壓電源的電流強度為1A,觀察(cha)試樣(yang)的著(zhu)色膜(mo)為：
試片(pian)上陽(yang)極(ji)電(dian)流(liu)密度的(de)分(fen)布由近(jin)(jin)陰(yin)極(ji)端(duan)(duan)至遠(yuan)陰(yin)極(ji)端(duan)(duan)依次減(jian)少(shao)。電(dian)流(liu)密度不(bu)同，膜(mo)(mo)的(de)生(sheng)成速率亦(yi)不(bu)同。近(jin)(jin)陰(yin)極(ji)端(duan)(duan)電(dian)流(liu)密度大，著色(se)膜(mo)(mo)厚，呈茶褐色(se)；遠(yuan)陰(yin)極(ji)端(duan)(duan)電(dian)流(liu)密度小，著色(se)膜(mo)(mo)薄(bo)，呈金黃色(se)，從(cong)而(er)在氫氧化鈉(na)堿性溶(rong)液中可著出不(bu)同的(de)顏色(se)。
2. 著色工藝條件
通過小槽實(shi)驗，初步確定不銹(xiu)鋼著(zhu)各種顏色的工藝條(tiao)件，見表9-4。
3. 影響電(dian)解著色的(de)因素
①. 氫氧(yang)(yang)化(hua)鈉（NaOH).主(zhu)要(yao)起導電和溶(rong)解(jie)氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)的作用。膜(mo)(mo)(mo)的厚度主(zhu)要(yao)取決于膜(mo)(mo)(mo)的溶(rong)解(jie)和生長(chang)速率(lv)的比。氫氧(yang)(yang)化(hua)鈉濃(nong)(nong)度高，氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)溶(rong)解(jie)快，膜(mo)(mo)(mo)的孔隙率(lv)大，硬(ying)(ying)度與強(qiang)度低；氫氧(yang)(yang)化(hua)鈉濃(nong)(nong)度低，氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)溶(rong)解(jie)慢(man)，膜(mo)(mo)(mo)的硬(ying)(ying)度高，反(fan)光性好(hao)。
②. 硝酸鈉（NaNO3)、磷酸鈉（Na3PO4)的加入，可增加導電性和成膜速率，比單純氫氧化鈉溶液出色快，著色時間短。
③. 溫(wen)度(du)。提高(gao)溫(wen)度(du)，反應(ying)速率(lv)加快(kuai)，同時出色速率(lv)也快(kuai)，色膜(mo)較(jiao)(jiao)厚。但溫(wen)度(du)過高(gao)，色膜(mo)變(bian)得(de)粗糙，光澤(ze)欠佳。降低(di)溫(wen)度(du)，上色速率(lv)慢，但光潔度(du)較(jiao)(jiao)好。溫(wen)度(du)低(di)于40℃時著不上色。一(yi)般控制在50~70℃.
④. 電(dian)(dian)流(liu)(liu)密度。提(ti)高電(dian)(dian)流(liu)(liu)密度，可使(shi)氧(yang)化膜(mo)生(sheng)長加快(kuai)，色膜(mo)增厚，若電(dian)(dian)流(liu)(liu)過高，氧(yang)化膜(mo)則變得粗糙，一般控制在0.5~6A/d㎡.
⑤. 時間。在同樣條件(jian)下(xia)，膜的顏色隨(sui)時間的不同而異。顏色隨(sui)著時間的延長，其變(bian)化為金黃(huang)色→紫(zi)紅→綠色→茶褐色。
⑥. 攪拌。攪拌可以縮短著色時間(jian)，加快成(cheng)膜速率。
4. 前處(chu)理
包括：打磨→水洗→除油①→熱水洗→冷水洗→除銹②→冷水洗→電化學拋光③→水洗→弱浸蝕④。
注：①. 除(chu)油(you)。氫(qing)氧化鈉(na)30~50g/L,碳酸鈉(na)20~40g/L,磷酸三鈉(na)10~20g/L,溫(wen)度50℃,時間依除(chu)油(you)效果而定。
②. 除銹(xiu)。硫(liu)酸10%,鹽(yan)酸10%(體積分(fen)數），溫度室溫，時(shi)間5~10min.
③. 電化學(xue)拋(pao)光。磷(lin)酸600mL/L,硫(liu)酸300mL/L,甘油(you)30mL/L,蒸(zheng)餾(liu)水70mL/L,電流(liu)密度20~30A/d㎡,溫度50~70℃,時間4~5min,陰極為(wei)鉛(qian)板。
④. 弱浸(jin)蝕。硫(liu)酸3%~5%,溫(wen)度室溫(wen)，時(shi)間0.5~1min.
拋光效果(guo)越好，著(zhu)色(se)膜越均(jun)勻、細致(zhi)、光亮。拋光效果(guo)不(bu)好，著(zhu)色(se)質量差，甚至著(zhu)不(bu)上色(se)。
5. 后處(chu)理
電(dian)化學著色→熱水(shui)洗→冷水(shui)洗→封閉→水(shui)洗→烘干(gan)。
注：封閉處理：重(zhong)鉻(ge)酸鉀15g/L,氫(qing)氧化鈉38g/L,pH7~7.5,溫度60~80℃,時(shi)間2~3min。
6. 著色膜性能檢驗
①. 耐(nai)磨實驗
在試樣(yang)上放一繪圖橡(xiang)(xiang)皮，上面(mian)放500g砝碼，使橡(xiang)(xiang)皮沿試樣(yang)表面(mian)做水(shui)平運動(dong)，記錄(lu)膜消失時的運動(dong)次(ci)數。結(jie)果(guo)見表9-5,從實驗結(jie)果(guo)看出，耐磨性隨膜厚度的增加而提高。
②. 耐(nai)酸性(xing)
用滴管(guan)取0.5mol/L的硫(liu)酸滴在(zai)著色(se)膜(mo)上，觀察表(biao)面變藍的時間，結果見(jian)表(biao)9-5,由表(biao)可見(jian)，金(jin)黃色(se)和紫紅色(se)膜(mo)的抗蝕性(xing)(xing)欠佳，需要適宜的硬(ying)化處理，以提高(gao)(gao)耐蝕性(xing)(xing)和耐磨性(xing)(xing)。耐酸性(xing)(xing)隨著膜(mo)厚度的增(zeng)加而提高(gao)(gao)。
7. 槽液穩定性(xing)
當成膜速率(lv)明(ming)顯(xian)減慢時，可濾(lv)去(qu)沉渣，添(tian)加氫氧化鈉50g/L和適量的水，即可重復(fu)使用。槽液較(jiao)穩定，調整(zheng)簡單，維護(hu)方(fang)便(bian)，成本低。
三、配(pei)方3 (見(jian)表9-3)的說明
本(ben)配方由天津大學(xue)材料學(xue)院魏軍勝、唐子龍(long)和宋詩哲于2007年10月(yue)提出(chu)。
為(wei)了改善不銹鋼(gang)(gang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)過(guo)程中高(gao)溫和(he)重金屬離(li)子(zi)的環保和(he)耗(hao)能(neng)問(wen)題，室溫下(xia)，在無Cr的NaOH溶(rong)液(ye)中，304不銹鋼(gang)(gang)交流(liu)調制電(dian)位法著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)處(chu)理工藝(yi)(yi)，具(ju)(ju)有經濟環保的特點，獲(huo)得穩定的金黃色(se)(se)(se)(se)(se)(se)、黃紫(zi)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)、紫(zi)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)、藍紫(zi)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)和(he)藍色(se)(se)(se)(se)(se)(se)膜。著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)膜具(ju)(ju)有良好的耐蝕(shi)性(xing)、耐磨性(xing)、機(ji)械加工性(xing)和(he)抗污性(xing)。著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)電(dian)壓幅值為(wei)7.0~8.0V,著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)時間為(wei)4~7min,著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)膜穩定性(xing)和(he)耐蝕(shi)性(xing)能(neng)最(zui)好。本工藝(yi)(yi)簡(jian)單(dan)易行，節(jie)水節(jie)能(neng)，是(shi)不含污染離(li)子(zi)的不銹鋼(gang)(gang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)“綠(lv)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)”工藝(yi)(yi)。
1. 著色結(jie)果
表9-6列出304不銹鋼交流調整(zheng)電(dian)位注的(de)著色結(jie)果
由表9-6可見，著色(se)(se)(se)(se)(se)電(dian)壓(ya)和(he)時間(jian)共(gong)同影響(xiang)著色(se)(se)(se)(se)(se)膜的顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)，隨著著色(se)(se)(se)(se)(se)電(dian)壓(ya)幅(fu)值和(he)時間(jian)的變化，顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)依(yi)次(ci)為金黃色(se)(se)(se)(se)(se)、黃紫色(se)(se)(se)(se)(se)、紫色(se)(se)(se)(se)(se)、藍紫色(se)(se)(se)(se)(se)、藍色(se)(se)(se)(se)(se)，共(gong)出現5種(zhong)穩定的特征顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)。
2. 電化學(xue)著(zhu)色過程
①. 試樣準備
304不銹鋼(gang)試樣面積約2.4c㎡,經水砂紙逐級打磨、拋光，蒸餾水沖洗，無水乙醇脫水，再蒸餾水沖洗，冷風吹干后，置于干燥器中備用。著色完畢，涂封非工作表面，留出1c㎡的工作面積，進行腐蝕測試。
②. 電化(hua)學著色條件及方(fang)法
著色(se)(se)(se)液(ye)為(wei)0.5mol/L NaOH,采用調制電壓的交(jiao)流信號著色(se)(se)(se)，輻(fu)值(zhi)為(wei)4.0~10.0V,周期T為(wei)0.02s,具體(ti)著色(se)(se)(se)參(can)數為(wei)：溫度為(wei)室溫，著色(se)(se)(se)時間為(wei)2~10min,著色(se)(se)(se)完畢高溫水進(jin)行封閉處理。
3. 著色膜耐(nai)蝕性能檢測
①. 腐蝕介質為0.5mol/L H2SO4。
②. 采用(yong)動電(dian)位(wei)(wei)陽極(ji)極(ji)化(hua)曲線和(he)線性(xing)極(ji)化(hua)阻力技術研究(jiu)著(zhu)色膜。陽極(ji)極(ji)化(hua)曲線測試(shi)按照(zhao)美(mei)國材(cai)料試(shi)驗(yan)學會ASTM G59-97(2003),比較測試(shi)體系的維鈍電(dian)流(liu)密度(du)Ip、過鈍化(hua)電(dian)位(wei)(wei)E1等電(dian)化(hua)學參數，研究(jiu)著(zhu)色膜的鈍化(hua)穩(wen)定性(xing)。
4. 著色(se)工藝(yi)對著色(se)膜表面(mian)形貌(mao)的(de)影響
①. 電壓8.0V下，著色(se)(se)膜表面形貌隨時(shi)(shi)間(jian)的變化。2min時(shi)(shi)表面形成(cheng)連(lian)續但不均勻(yun)的膜層(ceng)，繼續氧化，已形成(cheng)膜層(ceng)逐漸變均勻(yun)，同時(shi)(shi)又有新膜生成(cheng)；新膜層(ceng)也隨氧化時(shi)(shi)間(jian)的延長(chang)逐漸均勻(yun)連(lian)續；10min時(shi)(shi)形成(cheng)比較厚(hou)且(qie)連(lian)續均勻(yun)的著色(se)(se)膜；進一(yi)(yi)步延長(chang)著色(se)(se)時(shi)(shi)間(jian)，由(you)于膜層(ceng)局部溶解速率大于其生成(cheng)速率，使(shi)得膜厚(hou)反而減小，且(qie)不均勻(yun)；7~10min為制備的著色(se)(se)膜在不同腐蝕(shi)介(jie)質中的耐蝕(shi)性(xing)(xing)有一(yi)(yi)定的選擇性(xing)(xing)。
②. 著(zhu)(zhu)色處理過程中的(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)變(bian)化。開始電(dian)(dian)(dian)壓(ya)升(sheng)高(gao)，電(dian)(dian)(dian)流降(jiang)低(di)；延長著(zhu)(zhu)色時間(jian)，電(dian)(dian)(dian)壓(ya)和電(dian)(dian)(dian)流都趨于穩定；一(yi)定時間(jian)后，電(dian)(dian)(dian)壓(ya)開始降(jiang)低(di)，電(dian)(dian)(dian)流升(sheng)高(gao)。這是因(yin)(yin)為剛開始著(zhu)(zhu)色時，形成(cheng)的(de)著(zhu)(zhu)色膜(mo)使得(de)體(ti)系的(de)反(fan)(fan)應電(dian)(dian)(dian)阻(zu)增(zeng)高(gao)；當著(zhu)(zhu)色時間(jian)較長時，著(zhu)(zhu)色膜(mo)比較完整且不再(zai)增(zeng)厚(hou)(hou)，因(yin)(yin)此，反(fan)(fan)應電(dian)(dian)(dian)阻(zu)也趨于穩定；延長著(zhu)(zhu)色時間(jian)，在電(dian)(dian)(dian)場的(de)作(zuo)用下，晶界變(bian)粗大，表面膜(mo)溶(rong)解(jie)速率(lv)加(jia)快，致使表面膜(mo)厚(hou)(hou)度減(jian)小(xiao)，可能局(ju)部區域(yu)著(zhu)(zhu)色膜(mo)完全溶(rong)解(jie)，因(yin)(yin)而體(ti)系的(de)反(fan)(fan)應電(dian)(dian)(dian)阻(zu)反(fan)(fan)而降(jiang)低(di)，所以(yi)著(zhu)(zhu)色處理一(yi)定時間(jian)后，出現電(dian)(dian)(dian)壓(ya)降(jiang)低(di)、電(dian)(dian)(dian)流升(sheng)高(gao)的(de)現象。
③. 當著色(se)(se)電壓低(di)于8.0V時，若色(se)(se)時間為(wei)7min時，不銹(xiu)鋼表面即可形成完(wan)整(zheng)的著色(se)(se)膜(mo)；當電壓高于8.0V時，若色(se)(se)時間為(wei)4min時，就已(yi)經形成了完(wan)整(zheng)的著色(se)(se)膜(mo)。
5. 著色膜機械和抗污性能
不銹鋼電解著色膜性館檢測(ce)結(jie)果見表9-7.
由表(biao)9-7可見，著色膜具有良好的耐磨性(xing)(xing)、抗彎曲性(xing)(xing)能和(he)抗污性(xing)(xing)能，能滿足應用要求(qiu)。
6. 著(zhu)色工藝對著(zhu)色膜穩定(ding)性的(de)影響
①. 著色(se)電壓的影響
著(zhu)(zhu)色膜(mo)在堿性(xing)介質中(zhong)制備(bei)，為評價(jia)著(zhu)(zhu)色膜(mo)的(de)鈍(dun)化穩定(ding)性(xing)，選(xuan)用0.5mol/L H2SO4作(zuo)為測試(shi)介質，著(zhu)(zhu)色時間(jian)為10min,OV表示未著(zhu)(zhu)色不銹鋼，測試(shi)體系的(de)電(dian)化學參數腐蝕(shi)電(dian)位Ecor、維鈍(dun)電(dian)流密(mi)度Ip和過(guo)鈍(dun)化電(dian)位Et 等數值列于表9-8中(zhong)。
由表9-8可見，不銹鋼著色(se)后Ecorr和Et明顯(xian)提(ti)高，而(er)Ip又降(jiang)低(di)(di)近兩(liang)個(ge)數量級，說明著色(se)處理提(ti)高不銹鋼的穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)。同時，著色(se)電(dian)壓對著色(se)膜的穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)能有(you)一定(ding)的影響，電(dian)壓7.0V時Ip最(zui)(zui)小(xiao)，而(er)當著色(se)電(dian)壓降(jiang)低(di)(di)或升高時，Ip都有(you)一定(ding)的升高，著色(se)電(dian)壓為7.0V時，制備的著色(se)膜穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)和耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)能最(zui)(zui)好。
②著色時(shi)間的影響
a. 著(zhu)(zhu)色電壓為4.0V,不同著(zhu)(zhu)色時間的影響(xiang)如下：
著色電壓為4.0V、時間為2min時，著色膜在0.5mol/L H2SO4中的陰極極化曲線非常接近未著色處理的不銹鋼，說明該電壓下較短時間不足以在不銹鋼表面形成完整的著色膜。
著(zhu)色(se)電壓(ya)為(wei)4.0V、時間為(wei)4min時，著(zhu)色(se)膜Ecorr、Et 明顯升(sheng)高(gao)，而Ip降低近2個數量級，著(zhu)色(se)膜穩定性大(da)幅度提(ti)高(gao)。
著色電壓為(wei)4.0V、時間為(wei)7min時，著色膜穩定性進一步提高(gao)。
著色(se)電壓為4.0V、時(shi)間超過10min時(shi)，穩定(ding)性反而有(you)降低(di)的(de)趨勢。
b. 著(zhu)色電壓為8.0V時，不同著(zhu)色時間的影響如下:
時(shi)間為2min時(shi)，著色(se)可形成完整的著色(se)膜。
時間為4min時，著色膜穩定(ding)性(xing)進一步提(ti)高。
繼(ji)續延長著色時(shi)間，膜層穩定(ding)性(xing)降(jiang)低(di)。
因此、由上可見、著色電壓為7.0~8.0V,著色時間為4~7min,著色膜具有好的耐磨性和抗污性能，膜顯藍紫色，在0.5mol/L H2SO4中具有良好的鈍化穩定性和耐蝕性。
