香蕉視頻app連接:不銹鋼電化學著彩色堿性溶液成分和(he)工藝(yi)條件(jian)見(jian)表9-3.
一、配方(fang)1 (見表9-3)的說明
本配(pei)方由上海手術器械廠傅綺君提出(chu)。
1. 色澤(ze)的呈現過程
在配方1的(de)介(jie)質(zhi)中，用電化學方法，在不銹鋼(gang)表面形成一層致(zhi)密而具(ju)有一定(ding)厚度的(de)薄(bo)膜(mo)(mo)，隨著加工工藝的(de)不同(tong)，光對(dui)薄(bo)膜(mo)(mo)的(de)干涉，在表面形成各種單色(se)彩(cai)色(se)膜(mo)(mo)。
鉻系不銹鋼：淺灰色－黑亮(liang)色－藏(zang)青色－金棕色。
鉻(ge)-鎳系不銹鋼：青鋼色(se)(se)－藍色(se)(se)－紫色(se)(se)－金(jin)(jin)黃色(se)(se)－紅色(se)(se)－綠色(se)(se)－金(jin)(jin)棕色(se)(se)。
2. 彩色膜的組成和厚度
①. 彩色膜(mo)的組成(cheng)。用AES進行(xing)表(biao)面分析，表(biao)層由氧、鎳、鐵、碳(tan)等組成(cheng)。
②. 彩色(se)膜的(de)(de)厚(hou)度(du)。根據Ar的(de)(de)濺射速率，計(ji)算出彩色(se)膜的(de)(de)厚(hou)度(du)為200.0~930.0nm.
3. 彩色膜的外觀(guan)
經(jing)過著色(se)的(de)不銹(xiu)鋼，不但具有金屬的(de)強度和耐蝕的(de)光(guang)亮表(biao)面(mian)，而且披上(shang)了各種各樣(yang)鮮(xian)艷的(de)彩(cai)色(se)外衣。彩(cai)色(se)不銹(xiu)鋼在(zai)裝飾方面(mian)有著與其(qi)他材料(liao)無與倫比(bi)的(de)優(you)點。
二、配(pei)方2 (見表9-3)的說明
本配方由沈(shen)陽第一工業(ye)學校(xiao)安成強、韓(han)玉梅、車永泉等人提(ti)出。
1. 赫爾槽在陽極氧化(hua)中的(de)應用
在(zai)250mL赫槽中，304不(bu)銹鋼(gang)片放(fang)在(zai)斜邊作陽極，直流(liu)穩壓電源的(de)電流(liu)強度為(wei)(wei)1A,觀察試(shi)樣的(de)著(zhu)色膜為(wei)(wei)：
試片(pian)上(shang)陽極(ji)電流密(mi)度(du)(du)的(de)分布由近(jin)陰(yin)極(ji)端至遠陰(yin)極(ji)端依次減少。電流密(mi)度(du)(du)不同，膜(mo)的(de)生成(cheng)速率亦不同。近(jin)陰(yin)極(ji)端電流密(mi)度(du)(du)大，著色(se)膜(mo)厚，呈茶褐(he)色(se)；遠陰(yin)極(ji)端電流密(mi)度(du)(du)小，著色(se)膜(mo)薄，呈金黃色(se)，從而在氫氧(yang)化鈉堿性(xing)溶液(ye)中可著出不同的(de)顏色(se)。
2. 著色工藝條件
通過小槽實驗(yan)，初步(bu)確定(ding)不銹鋼著各種顏(yan)色(se)的工藝條件，見表9-4。
3. 影響電解著色的因素
①. 氫氧(yang)化(hua)(hua)鈉（NaOH).主要(yao)起導電和(he)溶解(jie)氧(yang)化(hua)(hua)膜的(de)作用。膜的(de)厚度(du)主要(yao)取決于(yu)膜的(de)溶解(jie)和(he)生長(chang)速率(lv)的(de)比。氫氧(yang)化(hua)(hua)鈉濃度(du)高(gao)，氧(yang)化(hua)(hua)膜溶解(jie)快，膜的(de)孔隙(xi)率(lv)大，硬(ying)度(du)與強度(du)低；氫氧(yang)化(hua)(hua)鈉濃度(du)低，氧(yang)化(hua)(hua)膜溶解(jie)慢，膜的(de)硬(ying)度(du)高(gao)，反光性好(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)(wen)(wen)度(du)。提(ti)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)度(du)，反(fan)應(ying)速(su)率(lv)加快，同時(shi)出色(se)速(su)率(lv)也快，色(se)膜較厚。但(dan)溫(wen)(wen)(wen)度(du)過(guo)高(gao)，色(se)膜變得粗糙，光澤欠佳。降低(di)溫(wen)(wen)(wen)度(du)，上(shang)色(se)速(su)率(lv)慢(man)，但(dan)光潔(jie)度(du)較好。溫(wen)(wen)(wen)度(du)低(di)于40℃時(shi)著不上(shang)色(se)。一般控(kong)制在50~70℃.
④. 電流(liu)密(mi)度。提(ti)高(gao)電流(liu)密(mi)度，可使氧化(hua)膜(mo)(mo)生長加快，色膜(mo)(mo)增(zeng)厚，若電流(liu)過(guo)高(gao)，氧化(hua)膜(mo)(mo)則變得粗糙(cao)，一般(ban)控制在0.5~6A/d㎡.
⑤. 時(shi)間。在同(tong)樣條件下，膜的顏色(se)隨(sui)時(shi)間的不同(tong)而異。顏色(se)隨(sui)著時(shi)間的延長(chang)，其變化為金(jin)黃色(se)→紫紅(hong)→綠色(se)→茶褐色(se)。
⑥. 攪拌。攪拌可以縮短著色時間，加快成膜速率。
4. 前(qian)處理
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. 除油(you)。氫氧化鈉(na)(na)30~50g/L,碳酸鈉(na)(na)20~40g/L,磷(lin)酸三鈉(na)(na)10~20g/L,溫(wen)度50℃,時(shi)間(jian)依除油(you)效果而定。
②. 除銹。硫酸10%,鹽酸10%(體積分數），溫度(du)室溫，時間(jian)5~10min.
③. 電化學拋光(guang)。磷(lin)酸600mL/L,硫酸300mL/L,甘油30mL/L,蒸(zheng)餾(liu)水70mL/L,電流密(mi)度20~30A/d㎡,溫度50~70℃,時間4~5min,陰極為鉛(qian)板。
④. 弱浸蝕。硫酸3%~5%,溫度室溫，時間0.5~1min.
拋光(guang)效(xiao)果(guo)越(yue)好(hao)，著色(se)膜(mo)越(yue)均勻(yun)、細致、光(guang)亮。拋光(guang)效(xiao)果(guo)不(bu)好(hao)，著色(se)質量差，甚至著不(bu)上色(se)。
5. 后處理
電化(hua)學著色→熱水洗→冷水洗→封(feng)閉→水洗→烘干。
注：封(feng)閉處理(li)：重鉻酸鉀15g/L,氫氧化鈉38g/L,pH7~7.5,溫度60~80℃,時間2~3min。
6. 著(zhu)色膜(mo)性能檢驗(yan)
①. 耐(nai)磨實(shi)驗
在試樣(yang)上放(fang)一繪圖(tu)橡皮(pi)，上面(mian)放(fang)500g砝碼，使橡皮(pi)沿試樣(yang)表(biao)面(mian)做水(shui)平運動(dong)，記錄(lu)膜(mo)消失時的(de)運動(dong)次數。結(jie)(jie)果見表(biao)9-5,從實驗結(jie)(jie)果看(kan)出，耐磨性隨膜(mo)厚度(du)的(de)增加而提高。
②. 耐酸(suan)性
用滴(di)管取0.5mol/L的(de)硫酸滴(di)在著色膜上，觀察表(biao)面變(bian)藍的(de)時間(jian)，結果見(jian)(jian)表(biao)9-5,由表(biao)可見(jian)(jian)，金(jin)黃色和(he)紫紅色膜的(de)抗蝕性(xing)欠(qian)佳(jia)，需要適宜的(de)硬(ying)化處理(li)，以提高耐蝕性(xing)和(he)耐磨(mo)性(xing)。耐酸性(xing)隨著膜厚度的(de)增加而提高。
7. 槽(cao)液穩定性
當成(cheng)膜速率明顯減慢(man)時，可(ke)濾去沉渣，添加氫氧化鈉50g/L和適量的水，即可(ke)重復使用。槽液(ye)較穩定，調整簡單，維護方便，成(cheng)本低。
三、配(pei)方3 (見(jian)表9-3)的說明
本(ben)配方由天津大(da)學材(cai)料(liao)學院魏軍勝、唐子龍和宋詩哲(zhe)于2007年10月(yue)提出(chu)。
為了改(gai)善不(bu)銹(xiu)鋼著(zhu)色(se)(se)(se)(se)過程中高(gao)溫(wen)和(he)重金(jin)屬離子的(de)環保(bao)和(he)耗能問題，室溫(wen)下，在無Cr的(de)NaOH溶液(ye)中，304不(bu)銹(xiu)鋼交流(liu)調制電位(wei)法著(zhu)色(se)(se)(se)(se)處理工(gong)(gong)(gong)藝，具(ju)有經(jing)濟環保(bao)的(de)特(te)點，獲得穩定的(de)金(jin)黃色(se)(se)(se)(se)、黃紫(zi)色(se)(se)(se)(se)、紫(zi)色(se)(se)(se)(se)、藍紫(zi)色(se)(se)(se)(se)和(he)藍色(se)(se)(se)(se)膜。著(zhu)色(se)(se)(se)(se)膜具(ju)有良好的(de)耐蝕性(xing)(xing)、耐磨(mo)性(xing)(xing)、機械加(jia)工(gong)(gong)(gong)性(xing)(xing)和(he)抗污(wu)性(xing)(xing)。著(zhu)色(se)(se)(se)(se)電壓幅值(zhi)為7.0~8.0V,著(zhu)色(se)(se)(se)(se)時間為4~7min,著(zhu)色(se)(se)(se)(se)膜穩定性(xing)(xing)和(he)耐蝕性(xing)(xing)能最好。本工(gong)(gong)(gong)藝簡單易行，節水節能，是不(bu)含污(wu)染離子的(de)不(bu)銹(xiu)鋼著(zhu)色(se)(se)(se)(se)“綠色(se)(se)(se)(se)”工(gong)(gong)(gong)藝。
1. 著色(se)結果
表9-6列出304不銹鋼交流調整電位注的著(zhu)色結果
由表9-6可見，著色(se)(se)電壓(ya)和時間共同影響(xiang)著色(se)(se)膜的顏(yan)色(se)(se)，隨著著色(se)(se)電壓(ya)幅值和時間的變(bian)化(hua)，顏(yan)色(se)(se)依次為金黃色(se)(se)、黃紫色(se)(se)、紫色(se)(se)、藍(lan)紫色(se)(se)、藍(lan)色(se)(se)，共出現5種穩定的特征顏(yan)色(se)(se)。
2. 電化學著色過(guo)程
①. 試樣準備
304不(bu)銹(xiu)鋼試樣面積約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. 電化學著色條件及方法
著色(se)液為(wei)0.5mol/L NaOH,采用(yong)調制電壓(ya)的交流信號著色(se)，輻值為(wei)4.0~10.0V,周期T為(wei)0.02s,具體著色(se)參數(shu)為(wei)：溫度為(wei)室溫，著色(se)時間為(wei)2~10min,著色(se)完(wan)畢(bi)高溫水(shui)進行封閉處理。
3. 著色膜耐蝕性能(neng)檢測(ce)
①. 腐蝕介質為0.5mol/L H2SO4。
②. 采用動(dong)電位(wei)陽極極化曲(qu)線和線性(xing)極化阻力技術研(yan)究著色(se)膜(mo)。陽極極化曲(qu)線測試(shi)按照美國材(cai)料試(shi)驗(yan)學(xue)會ASTM G59-97(2003),比較測試(shi)體系的維鈍(dun)電流(liu)密度(du)Ip、過鈍(dun)化電位(wei)E1等電化學(xue)參數，研(yan)究著色(se)膜(mo)的鈍(dun)化穩(wen)定性(xing)。
4. 著色(se)工藝對著色(se)膜表面(mian)形貌的(de)影響
①. 電(dian)壓(ya)8.0V下，著(zhu)色膜(mo)表(biao)面形(xing)(xing)貌隨時(shi)間(jian)的(de)(de)變化。2min時(shi)表(biao)面形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)連續但不(bu)均勻(yun)的(de)(de)膜(mo)層(ceng)，繼續氧化，已形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)膜(mo)層(ceng)逐漸(jian)變均勻(yun)，同(tong)時(shi)又有新膜(mo)生成(cheng)(cheng)；新膜(mo)層(ceng)也(ye)隨氧化時(shi)間(jian)的(de)(de)延長逐漸(jian)均勻(yun)連續；10min時(shi)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)比(bi)較厚且(qie)連續均勻(yun)的(de)(de)著(zhu)色膜(mo)；進一步延長著(zhu)色時(shi)間(jian)，由于(yu)膜(mo)層(ceng)局(ju)部(bu)溶解速(su)率大于(yu)其生成(cheng)(cheng)速(su)率，使得膜(mo)厚反(fan)而減小(xiao)，且(qie)不(bu)均勻(yun)；7~10min為制備的(de)(de)著(zhu)色膜(mo)在不(bu)同(tong)腐蝕(shi)介質(zhi)中的(de)(de)耐蝕(shi)性有一定的(de)(de)選擇性。
②. 著(zhu)色(se)處(chu)理(li)過程中的(de)電(dian)壓(ya)變化。開(kai)始(shi)電(dian)壓(ya)升高(gao)(gao)，電(dian)流(liu)降低(di)；延長(chang)著(zhu)色(se)時(shi)間(jian)，電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)流(liu)都趨(qu)于(yu)穩定；一(yi)定時(shi)間(jian)后，電(dian)壓(ya)開(kai)始(shi)降低(di)，電(dian)流(liu)升高(gao)(gao)。這是因為剛開(kai)始(shi)著(zhu)色(se)時(shi)，形成的(de)著(zhu)色(se)膜(mo)(mo)使(shi)得體系(xi)的(de)反應(ying)電(dian)阻(zu)增(zeng)高(gao)(gao)；當(dang)著(zhu)色(se)時(shi)間(jian)較長(chang)時(shi)，著(zhu)色(se)膜(mo)(mo)比較完整且不再增(zeng)厚，因此(ci)，反應(ying)電(dian)阻(zu)也趨(qu)于(yu)穩定；延長(chang)著(zhu)色(se)時(shi)間(jian)，在(zai)電(dian)場的(de)作用下(xia)，晶(jing)界(jie)變粗(cu)大，表面膜(mo)(mo)溶(rong)(rong)解(jie)速率加快，致使(shi)表面膜(mo)(mo)厚度減小，可(ke)能局(ju)部區域著(zhu)色(se)膜(mo)(mo)完全溶(rong)(rong)解(jie)，因而體系(xi)的(de)反應(ying)電(dian)阻(zu)反而降低(di)，所以(yi)著(zhu)色(se)處(chu)理(li)一(yi)定時(shi)間(jian)后，出現電(dian)壓(ya)降低(di)、電(dian)流(liu)升高(gao)(gao)的(de)現象(xiang)。
③. 當著色(se)電(dian)壓低于(yu)8.0V時(shi)(shi)，若(ruo)色(se)時(shi)(shi)間(jian)為7min時(shi)(shi)，不銹鋼表面即可形成完整(zheng)的著色(se)膜；當電(dian)壓高(gao)于(yu)8.0V時(shi)(shi)，若(ruo)色(se)時(shi)(shi)間(jian)為4min時(shi)(shi)，就已(yi)經形成了完整(zheng)的著色(se)膜。
5. 著色膜機械和抗污性能
不(bu)銹鋼電解著色膜性館檢(jian)測(ce)結果見表9-7.
由表9-7可見，著色膜具有良好的耐磨性(xing)、抗彎曲性(xing)能和(he)抗污性(xing)能，能滿足應用要求(qiu)。
6. 著色工藝對著色膜穩定性(xing)的影響
①. 著色電(dian)壓的影響
著(zhu)色膜(mo)在(zai)堿性介質(zhi)中制(zhi)備，為評(ping)價(jia)著(zhu)色膜(mo)的(de)(de)鈍化穩(wen)定性，選用0.5mol/L H2SO4作為測試介質(zhi)，著(zhu)色時間為10min,OV表示未著(zhu)色不銹鋼，測試體系的(de)(de)電化學參數腐(fu)蝕電位Ecor、維鈍電流(liu)密度(du)Ip和(he)過鈍化電位Et 等數值(zhi)列于表9-8中。
由表9-8可見(jian)，不銹(xiu)(xiu)鋼著(zhu)色(se)后Ecorr和(he)Et明顯提(ti)高，而(er)Ip又(you)降低近兩個數量級(ji)，說明著(zhu)色(se)處理提(ti)高不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)穩定性。同時(shi)，著(zhu)色(se)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)對著(zhu)色(se)膜的(de)(de)穩定性能有一(yi)定的(de)(de)影(ying)響，電(dian)(dian)壓(ya)(ya)7.0V時(shi)Ip最小，而(er)當著(zhu)色(se)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)降低或(huo)升高時(shi)，Ip都有一(yi)定的(de)(de)升高，著(zhu)色(se)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)為7.0V時(shi)，制備的(de)(de)著(zhu)色(se)膜穩定性和(he)耐蝕性能最好。
②著色時(shi)間(jian)的影響
a. 著色電壓為4.0V,不同(tong)著色時間的影響如下：
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。
著色(se)電壓(ya)為(wei)4.0V、時間為(wei)4min時，著色(se)膜Ecorr、Et 明顯升高(gao)，而Ip降(jiang)低近2個數量級，著色(se)膜穩定性大幅度提(ti)高(gao)。
著(zhu)色(se)電壓為(wei)4.0V、時(shi)間為(wei)7min時(shi)，著(zhu)色(se)膜穩定性進一步提(ti)高。
著色(se)電壓為(wei)4.0V、時(shi)間超過10min時(shi)，穩定性反而有(you)降低的趨勢(shi)。
b. 著色電壓(ya)為8.0V時，不同著色時間(jian)的影響如下(xia):
時(shi)間(jian)為2min時(shi)，著(zhu)色可形(xing)成完整的著(zhu)色膜。
時間為4min時，著色膜穩定性進一步提高(gao)。
繼續延長著色時間，膜層穩(wen)定性降低。
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。
