不(bu)銹(xiu)鋼電化學著彩色酸性溶(rong)液(ye)成分和(he)工藝條件見表9-9。配方(fang)1 (見(jian)表9-9)的(de)說明(ming) 。本配方由南京大學應用化(hua)學研究所方景禮、劉琴、韓克(ke)平、陳耀輝提出。

1. 陰極電沉積法(fa)

  從鉬酸鹽溶液中(zhong)電解獲得藍色(se)不銹鋼轉化膜。

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

 將(jiang)藍色(se)膜(mo)(mo)層置于烘箱(xiang)中60℃老化30分鐘，膜(mo)(mo)層顏色(se)不變。繼(ji)續延長老化時(shi)間，膜(mo)(mo)層也不發生(sheng)變化。表明藍色(se)不銹鋼(gang)適于在一(yi)般環境下作為裝飾(shi)層。

4. 藍色膜層的(de)厚度分析

   用40kV和15μA的(de)Ar+流對不(bu)銹鋼的(de)藍色表(biao)面膜進行深度剝蝕，同(tong)時用AES測定各組成(cheng)元素(su)的(de)原子分數(shu)隨時間的(de)變(bian)化曲線，即(ji)得AES深度剝蝕圖-圖9-3。

  若把圖中元素O與基體Fe的深度剝蝕(shi)曲線的交點處所對應的剝蝕(shi)時(shi)間與相同條件下(xia)涂有(you)100nm 標準氧化鉭（Ta2O5)的(de)鉭片用(yong)Ar+測射至(zhi)Ta2O5/Ta界面所需的(de)時(shi)間作為(wei)100nm的(de)厚度進行比較，按下(xia)式即可求得不銹(xiu)鋼藍色膜層(ceng)的(de)厚度：

  由(you)圖9-3和標準TB2O5劃(hua)蝕圖求得(de)藍色不銹鋼彩(cai)色膜層(ceng)的厚度為(wei)42.7nm。

5. 藍色不銹銷表面膜的元素組(zu)成

  圖(tu)9-4為(wei)藍色藤層的XPS全掃(sao)描圖(tu)。由圖(tu)大致斷定膜層主要由鉬、氧、磷等元素組(zu)成。

  又由(you)圖9-3可見(jian)，藍色(se)(se)不(bu)銹鋼膜經一段時間剝(bo)蝕(shi)后，表面(mian)污染元(yuan)(yuan)素已(yi)消(xiao)除，在濺射(she)6~20min區間，膜層元(yuan)(yuan)素含(han)量基本恒定(ding)，鐵(tie)的含(han)量很低，此時尚未濺射(she)到基體，由(you)此，由(you)深度剝(bo)蝕(shi)曲線組成恒定(ding)區，可以求(qiu)得藍色(se)(se)不(bu)銹鋼膜的元(yuan)(yuan)素百(bai)分組成為(wei)：氧為(wei)54.30%,鉬為(wei)28.40%,磷為(wei)12.11%,鐵(tie)為(wei)5.20%。

6. 藍色不銹鋼膜中組(zu)成元素的價態(tai)

 圖9-5為藍(lan)色(se)膜(mo)層中Mo的XPS高分辨圖(tu)。由圖(tu)9-5可以求(qiu)得(de)濺(jian)射前Mo的(de)(de)(de)(de)結合能為232.3eV和235.3eV兩(liang)(liang)個峰(feng)(feng)(feng)，分別對應于MoO3 中Mo 的(de)(de)(de)(de)3d5/2的(de)(de)(de)(de)232.6eV 和 3d3/2 的(de)(de)(de)(de)235.3eV, 與(yu)Na2MoO4中的(de)(de)(de)(de)3d3/2的(de)(de)(de)(de)232.1eV 和3d3/2 的(de)(de)(de)(de)253.3eV 也很接近，表(biao)明在(zai)藍(lan)色不(bu)銹鋼層的(de)(de)(de)(de)表(biao)面，Mo是以六價(jia)狀(zhuang)態（MoO3或MoO2-4)存在(zai)的(de)(de)(de)(de)。Ar+濺(jian)射10min后，Mo(VI)的(de)(de)(de)(de)3d3/2 峰(feng)(feng)(feng)（235.3eV)消失，3d3/2 峰(feng)(feng)(feng)（232.3eV) 稍稍移動至峰(feng)(feng)(feng)（232.leV),變化(hua)不(bu)大。同時出(chu)現了一個新峰(feng)(feng)(feng)（229.3eV),它與(yu)MoO2中Mo的(de)(de)(de)(de)3d5/2 的(de)(de)(de)(de)峰(feng)(feng)(feng)位值229.6eV 接近，表(biao)明在(zai)膜層內(nei)部同時存在(zai)Mo(VI)和Mo(N)兩(liang)(liang)種狀(zhuang)態。膜內(nei)四價(jia)鉬估(gu)計是電解液中鉬酸鹽被陰極還原的(de)(de)(de)(de)結果。

圖(tu)9-6為(wei)藍色(se)不銹鋼(gang)中(zhong)(zhong)磷的XPS高(gao)分(fen)辨圖(tu)。由圖(tu)9-6測得P 的2p 的結合能(neng)濺射前后為(wei)133.6~133.4eV,它(ta)與PO3-4中(zhong)(zhong)P的結合能(neng)一(yi)致(zhi)，表(biao)明膜內外均存在磷酸鹽，在成膜過程中(zhong)(zhong)它(ta)并(bing)未被(bei)還原。膜中(zhong)(zhong)的磷以磷酸鹽的形式存在。