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(yi)條件見(jian)表9-3.
一、配方1 (見表9-3)的說明(ming)
本配方由上海手(shou)術器械廠(chang)傅綺君提(ti)出。
1. 色澤的呈現過程(cheng)
在(zai)(zai)配方1的(de)介(jie)質(zhi)中，用電化(hua)學方法，在(zai)(zai)不銹鋼表面(mian)(mian)形成一(yi)層致密而(er)具有一(yi)定厚度的(de)薄膜，隨著加工(gong)工(gong)藝的(de)不同，光對薄膜的(de)干(gan)涉(she)，在(zai)(zai)表面(mian)(mian)形成各種單(dan)色彩(cai)色膜。
鉻系不銹鋼：淺灰(hui)色－黑(hei)亮色－藏青色－金棕色。
鉻-鎳系不銹鋼(gang)：青鋼(gang)色(se)(se)－藍色(se)(se)－紫(zi)色(se)(se)－金(jin)黃色(se)(se)－紅(hong)色(se)(se)－綠色(se)(se)－金(jin)棕色(se)(se)。
2. 彩色膜的組成(cheng)和厚度
①. 彩色膜的組(zu)成。用AES進行表面分析(xi)，表層由氧、鎳、鐵、碳等(deng)組(zu)成。
②. 彩色(se)膜的(de)厚(hou)度(du)。根據(ju)Ar的(de)濺射速率(lv)，計算(suan)出彩色(se)膜的(de)厚(hou)度(du)為200.0~930.0nm.
3. 彩色膜的外觀
經過著(zhu)色(se)的不銹鋼(gang)，不但(dan)具(ju)有(you)金屬的強度和耐蝕的光亮表面，而且披上了各種各樣鮮艷的彩色(se)外(wai)衣。彩色(se)不銹鋼(gang)在裝飾方(fang)面有(you)著(zhu)與(yu)其他材(cai)料無與(yu)倫比(bi)的優(you)點(dian)。
二(er)、配方2 (見表(biao)9-3)的說明(ming)
本配方由沈陽第一(yi)工業(ye)學校安成強、韓(han)玉(yu)梅、車永泉(quan)等(deng)人(ren)提出。
1. 赫(he)爾槽在(zai)陽極氧化中(zhong)的應(ying)用(yong)
在250mL赫(he)槽中，304不銹鋼(gang)片放在斜邊作陽極，直流穩(wen)壓電源的電流強度為1A,觀察試樣的著色膜為：
試片上(shang)陽極(ji)(ji)電(dian)流密(mi)度(du)的分布由(you)近(jin)(jin)陰極(ji)(ji)端至遠(yuan)陰極(ji)(ji)端依次減少。電(dian)流密(mi)度(du)不同，膜(mo)的生成速率亦不同。近(jin)(jin)陰極(ji)(ji)端電(dian)流密(mi)度(du)大，著(zhu)色(se)膜(mo)厚(hou)，呈(cheng)茶褐色(se)；遠(yuan)陰極(ji)(ji)端電(dian)流密(mi)度(du)小，著(zhu)色(se)膜(mo)薄，呈(cheng)金黃色(se)，從而在氫氧化鈉堿(jian)性溶液中(zhong)可著(zhu)出不同的顏(yan)色(se)。
2. 著(zhu)色工藝(yi)條(tiao)件
通過小槽(cao)實(shi)驗，初步(bu)確(que)定不銹鋼著各種顏(yan)色的工(gong)藝條(tiao)件，見(jian)表9-4。
3. 影響電解(jie)著色(se)的(de)因素(su)
①. 氫(qing)氧(yang)(yang)化鈉（NaOH).主要(yao)起(qi)導電和(he)溶(rong)解(jie)氧(yang)(yang)化膜的作(zuo)用。膜的厚度(du)主要(yao)取決于(yu)膜的溶(rong)解(jie)和(he)生長(chang)速率的比。氫(qing)氧(yang)(yang)化鈉濃(nong)度(du)高，氧(yang)(yang)化膜溶(rong)解(jie)快，膜的孔隙率大，硬度(du)與(yu)強度(du)低(di)；氫(qing)氧(yang)(yang)化鈉濃(nong)度(du)低(di)，氧(yang)(yang)化膜溶(rong)解(jie)慢，膜的硬度(du)高，反光性好。
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)度(du)。提(ti)高溫(wen)(wen)度(du)，反應速率加(jia)快，同時出色(se)(se)(se)速率也快，色(se)(se)(se)膜(mo)較厚。但溫(wen)(wen)度(du)過高，色(se)(se)(se)膜(mo)變(bian)得粗糙，光(guang)澤欠佳。降低溫(wen)(wen)度(du)，上(shang)色(se)(se)(se)速率慢，但光(guang)潔度(du)較好(hao)。溫(wen)(wen)度(du)低于40℃時著(zhu)不上(shang)色(se)(se)(se)。一般控制(zhi)在(zai)50~70℃.
④. 電(dian)(dian)流密度(du)。提高電(dian)(dian)流密度(du)，可使(shi)氧化膜(mo)生長加(jia)快，色膜(mo)增厚，若電(dian)(dian)流過高，氧化膜(mo)則(ze)變(bian)得粗糙(cao)，一般控制在0.5~6A/d㎡.
⑤. 時間。在(zai)同樣條件下(xia)，膜的顏色(se)隨時間的不同而(er)異(yi)。顏色(se)隨著時間的延長，其變化為(wei)金黃色(se)→紫紅(hong)→綠色(se)→茶(cha)褐色(se)。
⑥. 攪拌(ban)(ban)。攪拌(ban)(ban)可以縮短著色(se)時間，加(jia)快成膜(mo)速率。
4. 前(qian)處理(li)
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(zhu)：①. 除(chu)(chu)油。氫氧化鈉30~50g/L,碳酸鈉20~40g/L,磷酸三鈉10~20g/L,溫(wen)度(du)50℃,時間依除(chu)(chu)油效果而定。
②. 除銹(xiu)。硫(liu)酸10%,鹽酸10%(體積分數），溫度室溫，時間(jian)5~10min.
③. 電化(hua)學拋光。磷酸600mL/L,硫酸300mL/L,甘油30mL/L,蒸餾(liu)水(shui)70mL/L,電流密度(du)20~30A/d㎡,溫度(du)50~70℃,時間4~5min,陰極為(wei)鉛(qian)板。
④. 弱浸蝕。硫酸3%~5%,溫度室溫，時間(jian)0.5~1min.
拋(pao)光(guang)效(xiao)果越好，著色(se)(se)膜越均勻、細致、光(guang)亮。拋(pao)光(guang)效(xiao)果不(bu)好，著色(se)(se)質量(liang)差，甚至著不(bu)上(shang)色(se)(se)。
5. 后處理
電化(hua)學(xue)著(zhu)色→熱水洗(xi)(xi)→冷水洗(xi)(xi)→封閉→水洗(xi)(xi)→烘干。
注：封(feng)閉(bi)處理：重(zhong)鉻酸鉀15g/L,氫氧化(hua)鈉38g/L,pH7~7.5,溫度60~80℃,時間(jian)2~3min。
6. 著色膜性能(neng)檢驗
①. 耐磨實驗
在試樣(yang)上放一(yi)繪(hui)圖(tu)橡(xiang)皮，上面放500g砝碼，使(shi)橡(xiang)皮沿試樣(yang)表面做水平運動，記錄(lu)膜消失(shi)時的運動次數。結果見表9-5,從實驗(yan)結果看出，耐(nai)磨性隨膜厚度的增加而提高。
②. 耐酸性
用(yong)滴(di)(di)管(guan)取(qu)0.5mol/L的(de)(de)(de)硫酸滴(di)(di)在著色膜上，觀察表(biao)面變藍的(de)(de)(de)時間，結果見(jian)表(biao)9-5,由表(biao)可(ke)見(jian)，金黃色和紫紅色膜的(de)(de)(de)抗(kang)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)欠(qian)佳，需(xu)要適宜的(de)(de)(de)硬化處理(li)，以提高(gao)耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)和耐磨性(xing)(xing)(xing)。耐酸性(xing)(xing)(xing)隨著膜厚度的(de)(de)(de)增加而提高(gao)。
7. 槽液穩定性
當成(cheng)膜(mo)速率明顯減(jian)慢時，可濾去沉渣，添加(jia)氫氧化鈉50g/L和適量的水，即可重復使用(yong)。槽液較(jiao)穩定，調(diao)整(zheng)簡單(dan)，維護方便(bian)，成(cheng)本低。
三、配方3 (見表9-3)的說明
本配(pei)方由(you)天(tian)津大學材料學院魏軍勝、唐子龍和宋詩哲(zhe)于2007年10月提出。
為(wei)了改(gai)善不(bu)銹鋼(gang)著(zhu)色過程中高溫和(he)重金屬離(li)子的(de)環保和(he)耗能(neng)(neng)問題，室溫下(xia)，在無Cr的(de)NaOH溶液(ye)中，304不(bu)銹鋼(gang)交流(liu)調制電(dian)位法(fa)著(zhu)色處理工(gong)(gong)藝，具(ju)有經濟環保的(de)特點，獲得穩定的(de)金黃色、黃紫色、紫色、藍紫色和(he)藍色膜。著(zhu)色膜具(ju)有良好的(de)耐蝕性(xing)、耐磨性(xing)、機(ji)械(xie)加(jia)工(gong)(gong)性(xing)和(he)抗污性(xing)。著(zhu)色電(dian)壓幅值為(wei)7.0~8.0V,著(zhu)色時(shi)間(jian)為(wei)4~7min,著(zhu)色膜穩定性(xing)和(he)耐蝕性(xing)能(neng)(neng)最(zui)好。本工(gong)(gong)藝簡單易行，節水節能(neng)(neng)，是不(bu)含污染(ran)離(li)子的(de)不(bu)銹鋼(gang)著(zhu)色“綠色”工(gong)(gong)藝。
1. 著色結果
表9-6列出304不銹鋼交流調整電位注的著色結果
由表9-6可見，著色(se)(se)電壓(ya)和(he)時間共同影響著色(se)(se)膜的顏色(se)(se)，隨(sui)著著色(se)(se)電壓(ya)幅值和(he)時間的變化，顏色(se)(se)依次為金黃色(se)(se)、黃紫(zi)色(se)(se)、紫(zi)色(se)(se)、藍紫(zi)色(se)(se)、藍色(se)(se)，共出現(xian)5種穩(wen)定的特征顏色(se)(se)。
2. 電化學著(zhu)色過程
①. 試樣準(zhun)備
304不銹鋼試樣面積約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(fa)
著(zhu)(zhu)色(se)液為0.5mol/L NaOH,采用(yong)調制電(dian)壓的交流信號著(zhu)(zhu)色(se)，輻值為4.0~10.0V,周期T為0.02s,具體著(zhu)(zhu)色(se)參數為：溫度(du)為室溫，著(zhu)(zhu)色(se)時間為2~10min,著(zhu)(zhu)色(se)完畢(bi)高溫水(shui)進(jin)行封閉處理。
3. 著色(se)膜耐蝕性能檢測(ce)
①. 腐蝕介質為0.5mol/L H2SO4。
②. 采用(yong)動電(dian)位(wei)(wei)陽(yang)極(ji)極(ji)化曲(qu)線(xian)和線(xian)性極(ji)化阻力技術(shu)研(yan)究(jiu)著色(se)膜。陽(yang)極(ji)極(ji)化曲(qu)線(xian)測(ce)試(shi)按照美國材料試(shi)驗(yan)學(xue)(xue)會ASTM G59-97(2003),比較測(ce)試(shi)體系的維鈍電(dian)流密度Ip、過鈍化電(dian)位(wei)(wei)E1等(deng)電(dian)化學(xue)(xue)參數，研(yan)究(jiu)著色(se)膜的鈍化穩定性。
4. 著(zhu)色工(gong)藝對著(zhu)色膜表面(mian)形(xing)貌的影(ying)響(xiang)
①. 電壓(ya)8.0V下，著(zhu)色(se)膜(mo)表面(mian)(mian)形貌隨時(shi)間的(de)(de)變化(hua)。2min時(shi)表面(mian)(mian)形成連續(xu)但不均(jun)勻(yun)的(de)(de)膜(mo)層(ceng)，繼續(xu)氧化(hua)，已形成膜(mo)層(ceng)逐漸變均(jun)勻(yun)，同時(shi)又有(you)新膜(mo)生成；新膜(mo)層(ceng)也隨氧化(hua)時(shi)間的(de)(de)延長逐漸均(jun)勻(yun)連續(xu)；10min時(shi)形成比較(jiao)厚(hou)且連續(xu)均(jun)勻(yun)的(de)(de)著(zhu)色(se)膜(mo)；進一(yi)步延長著(zhu)色(se)時(shi)間，由于膜(mo)層(ceng)局部溶解(jie)速(su)率(lv)(lv)大于其(qi)生成速(su)率(lv)(lv)，使得膜(mo)厚(hou)反(fan)而減小，且不均(jun)勻(yun)；7~10min為(wei)制備的(de)(de)著(zhu)色(se)膜(mo)在不同腐(fu)蝕(shi)介質中的(de)(de)耐蝕(shi)性有(you)一(yi)定的(de)(de)選擇性。
②. 著(zhu)(zhu)色(se)(se)處(chu)理過程中的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)變化。開(kai)始(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)升高(gao)，電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)降(jiang)(jiang)低(di)；延長(chang)(chang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)時(shi)(shi)間(jian)，電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)都趨(qu)于穩定(ding)；一定(ding)時(shi)(shi)間(jian)后，電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)開(kai)始(shi)降(jiang)(jiang)低(di)，電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)升高(gao)。這是(shi)因(yin)為剛開(kai)始(shi)著(zhu)(zhu)色(se)(se)時(shi)(shi)，形成的(de)(de)著(zhu)(zhu)色(se)(se)膜(mo)使(shi)得體系的(de)(de)反(fan)應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻增(zeng)高(gao)；當著(zhu)(zhu)色(se)(se)時(shi)(shi)間(jian)較長(chang)(chang)時(shi)(shi)，著(zhu)(zhu)色(se)(se)膜(mo)比較完(wan)整且不再增(zeng)厚，因(yin)此，反(fan)應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻也趨(qu)于穩定(ding)；延長(chang)(chang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)時(shi)(shi)間(jian)，在電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)的(de)(de)作用下，晶界變粗(cu)大，表面膜(mo)溶解(jie)速(su)率加快，致(zhi)使(shi)表面膜(mo)厚度減小，可能局部區域(yu)著(zhu)(zhu)色(se)(se)膜(mo)完(wan)全溶解(jie)，因(yin)而體系的(de)(de)反(fan)應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻反(fan)而降(jiang)(jiang)低(di)，所(suo)以著(zhu)(zhu)色(se)(se)處(chu)理一定(ding)時(shi)(shi)間(jian)后，出現(xian)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)降(jiang)(jiang)低(di)、電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)升高(gao)的(de)(de)現(xian)象。
③. 當(dang)著色(se)電壓(ya)低于8.0V時(shi)，若色(se)時(shi)間為7min時(shi)，不銹鋼表面即可形成(cheng)完整的著色(se)膜；當(dang)電壓(ya)高于8.0V時(shi)，若色(se)時(shi)間為4min時(shi)，就已經(jing)形成(cheng)了完整的著色(se)膜。
5. 著色(se)膜機械(xie)和抗(kang)污(wu)性(xing)能
不銹(xiu)鋼電解著色膜(mo)性館檢測結果見(jian)表(biao)9-7.
由(you)表9-7可見，著(zhu)色膜具有良好(hao)的耐磨性(xing)、抗彎(wan)曲性(xing)能(neng)和抗污性(xing)能(neng)，能(neng)滿足應(ying)用要(yao)求。
6. 著色(se)工(gong)藝(yi)對著色(se)膜穩定性的影響
①. 著(zhu)色電壓的(de)影(ying)響
著色膜在堿性介質中制(zhi)備，為(wei)評(ping)價著色膜的(de)鈍(dun)化穩定性，選用0.5mol/L H2SO4作為(wei)測試介質，著色時(shi)間為(wei)10min,OV表(biao)示未(wei)著色不銹鋼(gang)，測試體系的(de)電(dian)化學(xue)參(can)數(shu)(shu)腐蝕電(dian)位Ecor、維鈍(dun)電(dian)流(liu)密度Ip和過鈍(dun)化電(dian)位Et 等數(shu)(shu)值列于表(biao)9-8中。
由表9-8可見，不(bu)(bu)銹鋼著(zhu)色(se)后Ecorr和Et明顯提(ti)高(gao)(gao)，而Ip又降(jiang)低近兩個數(shu)量級，說明著(zhu)色(se)處理提(ti)高(gao)(gao)不(bu)(bu)銹鋼的(de)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)。同時，著(zhu)色(se)電(dian)壓(ya)(ya)對(dui)著(zhu)色(se)膜的(de)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)能有一(yi)定(ding)(ding)(ding)的(de)影響，電(dian)壓(ya)(ya)7.0V時Ip最(zui)(zui)小，而當(dang)著(zhu)色(se)電(dian)壓(ya)(ya)降(jiang)低或升高(gao)(gao)時，Ip都有一(yi)定(ding)(ding)(ding)的(de)升高(gao)(gao)，著(zhu)色(se)電(dian)壓(ya)(ya)為7.0V時，制備的(de)著(zhu)色(se)膜穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)和耐(nai)蝕(shi)性(xing)能最(zui)(zui)好(hao)。
②著色時(shi)間的影響
a. 著色電壓為4.0V,不同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(zhu)色(se)(se)電壓為4.0V、時(shi)間為4min時(shi)，著(zhu)色(se)(se)膜Ecorr、Et 明顯升高，而Ip降低近2個數量級，著(zhu)色(se)(se)膜穩定性大幅度提高。
著(zhu)色電(dian)壓(ya)為(wei)4.0V、時間為(wei)7min時，著(zhu)色膜穩定性進一(yi)步提高。
著色(se)電(dian)壓為(wei)4.0V、時間超過10min時，穩(wen)定性反而有降低的趨勢。
b. 著(zhu)色電壓為8.0V時，不同著(zhu)色時間的影響如下:
時間為2min時，著色可形成完(wan)整的著色膜。
時間為(wei)4min時，著色膜穩(wen)定性進一(yi)步提高。
繼續延長著色時(shi)間(jian)，膜層穩定性降低。
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。
