不(bu)銹鋼電(dian)化學著彩(cai)色酸性溶液成(cheng)分和(he)工藝條件見表9-9。配方1 (見表(biao)9-9)的說(shuo)明 。本配(pei)方(fang)由南京大學應用化學研(yan)究所方(fang)景禮、劉琴(qin)、韓克平、陳(chen)耀(yao)輝提出(chu)。
1. 陰極電沉積法
從鉬酸(suan)鹽溶液中電解(jie)獲得藍色不銹(xiu)鋼轉(zhuan)化(hua)膜。
2. 工藝過程
304不銹鋼經沾有氧化鎂粉的細砂紙打磨，在5%硝酸溶液活化和水洗后，直接浸入鉬酸鈉100g/L溶液中，在pH=6.5、溫度40℃和電流密度0.15A/d㎡的條件下進行陰極處理20s,即可得到藍色的不銹鋼膜層。
3. 膜層的熱穩定性(xing)
將藍色膜(mo)(mo)層(ceng)置于(yu)(yu)烘(hong)箱中60℃老(lao)化(hua)30分鐘，膜(mo)(mo)層(ceng)顏(yan)色不(bu)變(bian)。繼續延長老(lao)化(hua)時間，膜(mo)(mo)層(ceng)也不(bu)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)。表明藍色不(bu)銹鋼適于(yu)(yu)在一般環境下作為裝飾層(ceng)。
4. 藍(lan)色膜(mo)層(ceng)的厚度分(fen)析(xi)
用(yong)40kV和(he)15μA的Ar+流對不(bu)銹鋼的藍色表面(mian)膜進行深(shen)度(du)剝蝕，同(tong)時用(yong)AES測定(ding)各(ge)組成元素的原(yuan)子分數隨時間的變(bian)化(hua)曲(qu)線，即得AES深(shen)度(du)剝蝕圖-圖9-3。
若(ruo)把(ba)圖中元素O與(yu)基體Fe的深度剝(bo)蝕(shi)曲線的交點(dian)處所對應的剝(bo)蝕(shi)時間(jian)與(yu)相(xiang)同條件下涂有100nm 標準氧化鉭（Ta2O5)的(de)鉭片用Ar+測射至Ta2O5/Ta界面所需的(de)時間(jian)作為100nm的(de)厚度進(jin)行比較，按下式(shi)即可(ke)求得不銹鋼藍色膜(mo)層的(de)厚度：
由圖9-3和標準(zhun)TB2O5劃蝕圖求得藍色不(bu)銹鋼(gang)彩色膜層的厚度為(wei)42.7nm。
5. 藍色(se)不銹銷表面(mian)膜的元素組成(cheng)
圖(tu)9-4為(wei)藍色藤層的(de)XPS全掃描圖(tu)。由(you)圖(tu)大致斷定膜層主要由(you)鉬、氧、磷等元(yuan)素組(zu)成(cheng)。
又(you)由圖9-3可見，藍色不(bu)銹鋼(gang)膜(mo)經(jing)一段時(shi)間剝蝕(shi)后，表面污(wu)染元素已消除，在(zai)濺(jian)射6~20min區間，膜(mo)層元素含(han)量基本(ben)恒(heng)定，鐵的(de)含(han)量很(hen)低，此(ci)時(shi)尚未濺(jian)射到(dao)基體，由此(ci)，由深度剝蝕(shi)曲線組成(cheng)恒(heng)定區，可以求得藍色不(bu)銹鋼(gang)膜(mo)的(de)元素百(bai)分組成(cheng)為：氧為54.30%,鉬為28.40%,磷(lin)為12.11%,鐵為5.20%。
6. 藍色不(bu)銹鋼(gang)膜中組成元素的價態
圖9-5為藍色膜層中Mo的(de)XPS高(gao)分辨圖。由圖9-5可(ke)以求得濺(jian)射前Mo的(de)(de)(de)結合能為232.3eV和(he)(he)235.3eV兩(liang)個峰(feng)(feng)，分(fen)別對應于(yu)MoO3 中(zhong)(zhong)Mo 的(de)(de)(de)3d5/2的(de)(de)(de)232.6eV 和(he)(he) 3d3/2 的(de)(de)(de)235.3eV, 與Na2MoO4中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)3d3/2的(de)(de)(de)232.1eV 和(he)(he)3d3/2 的(de)(de)(de)253.3eV 也(ye)很接近，表明在藍(lan)色不銹(xiu)鋼層(ceng)的(de)(de)(de)表面，Mo是以六價(jia)狀態(tai)（MoO3或MoO2-4)存(cun)在的(de)(de)(de)。Ar+濺(jian)射10min后，Mo(VI)的(de)(de)(de)3d3/2 峰(feng)(feng)（235.3eV)消失，3d3/2 峰(feng)(feng)（232.3eV) 稍稍移動至(zhi)峰(feng)(feng)（232.leV),變化不大。同時出現了一(yi)個新峰(feng)(feng)（229.3eV),它與MoO2中(zhong)(zhong)Mo的(de)(de)(de)3d5/2 的(de)(de)(de)峰(feng)(feng)位值(zhi)229.6eV 接近，表明在膜層(ceng)內(nei)部同時存(cun)在Mo(VI)和(he)(he)Mo(N)兩(liang)種(zhong)狀態(tai)。膜內(nei)四價(jia)鉬估(gu)計(ji)是電解液(ye)中(zhong)(zhong)鉬酸鹽被陰極還原的(de)(de)(de)結果。
圖(tu)9-6為藍(lan)色不銹鋼中(zhong)磷的(de)XPS高分辨圖(tu)。由圖(tu)9-6測得P 的(de)2p 的(de)結合(he)能濺射前后(hou)為133.6~133.4eV,它與PO3-4中(zhong)P的(de)結合(he)能一(yi)致(zhi)，表明(ming)膜(mo)內外(wai)均存(cun)在(zai)(zai)磷酸鹽(yan)，在(zai)(zai)成膜(mo)過(guo)程中(zhong)它并(bing)未(wei)被還原。膜(mo)中(zhong)的(de)磷以磷酸鹽(yan)的(de)形式存(cun)在(zai)(zai)。
