不銹鋼電化(hua)學(xue)著彩(cai)色酸性(xing)溶液成分和工藝條(tiao)件見表9-9。配(pei)方1 (見表9-9)的說明 。本配方(fang)由南京大學應用化學研究所方(fang)景禮、劉(liu)琴、韓克平、陳耀(yao)輝提出。
1. 陰極(ji)電(dian)沉積法
從(cong)鉬酸鹽溶液中電解獲得藍色不(bu)銹鋼轉化(hua)膜(mo)。
2. 工藝(yi)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(ceng)的(de)熱穩定性
將藍(lan)色膜層(ceng)置于烘箱中60℃老化30分鐘(zhong)，膜層(ceng)顏色不(bu)變。繼(ji)續延長老化時(shi)間(jian)，膜層(ceng)也不(bu)發生變化。表明藍(lan)色不(bu)銹鋼適于在一(yi)般(ban)環(huan)境下(xia)作為裝飾層(ceng)。
4. 藍色膜(mo)層的厚度(du)分(fen)析
用40kV和15μA的(de)Ar+流對不銹鋼的(de)藍色表面(mian)膜進行深(shen)度(du)(du)剝蝕(shi)，同時用AES測定(ding)各(ge)組成元素的(de)原子分數隨時間的(de)變化(hua)曲線(xian)，即得AES深(shen)度(du)(du)剝蝕(shi)圖(tu)-圖(tu)9-3。
若把圖(tu)中元素(su)O與基體Fe的(de)深(shen)度剝蝕曲線的交點處(chu)所對應的剝蝕時(shi)間(jian)與(yu)相同(tong)條件下(xia)涂有100nm 標準氧化鉭（Ta2O5)的(de)鉭片用(yong)Ar+測(ce)射(she)至Ta2O5/Ta界(jie)面所需(xu)的(de)時(shi)間(jian)作為100nm的(de)厚(hou)度(du)進行(xing)比(bi)較，按下(xia)式即可求得不銹鋼(gang)藍色膜(mo)層的(de)厚(hou)度(du)：
由圖9-3和標(biao)準(zhun)TB2O5劃蝕圖求(qiu)得藍色不銹(xiu)鋼彩(cai)色膜層的厚度為42.7nm。
5. 藍(lan)色不銹銷表(biao)面(mian)膜(mo)的(de)元素組成
圖(tu)9-4為(wei)藍色藤層的XPS全掃描圖(tu)。由(you)圖(tu)大致(zhi)斷定膜層主要(yao)由(you)鉬、氧、磷等元素組成。
又由圖9-3可見，藍色不銹(xiu)鋼膜經一段時間(jian)剝蝕后(hou)，表面污染元(yuan)素(su)已消除，在濺射(she)6~20min區間(jian)，膜層元(yuan)素(su)含量基本恒(heng)定(ding)，鐵(tie)的(de)含量很低，此(ci)時尚未濺射(she)到基體(ti)，由此(ci)，由深度剝蝕曲線組成恒(heng)定(ding)區，可以求得藍色不銹(xiu)鋼膜的(de)元(yuan)素(su)百分組成為(wei)：氧(yang)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(gang)膜(mo)中組成元素的(de)價態
圖9-5為藍色膜層(ceng)中Mo的XPS高分辨圖。由圖9-5可以求得濺射(she)前Mo的(de)(de)(de)結(jie)合(he)能為(wei)232.3eV和(he)235.3eV兩(liang)個(ge)峰(feng)，分別對應于MoO3 中Mo 的(de)(de)(de)3d5/2的(de)(de)(de)232.6eV 和(he) 3d3/2 的(de)(de)(de)235.3eV, 與(yu)Na2MoO4中的(de)(de)(de)3d3/2的(de)(de)(de)232.1eV 和(he)3d3/2 的(de)(de)(de)253.3eV 也很接(jie)近，表(biao)明在(zai)藍色不(bu)銹(xiu)鋼層的(de)(de)(de)表(biao)面，Mo是以六價狀(zhuang)態(tai)（MoO3或(huo)MoO2-4)存在(zai)的(de)(de)(de)。Ar+濺射(she)10min后，Mo(VI)的(de)(de)(de)3d3/2 峰(feng)（235.3eV)消(xiao)失，3d3/2 峰(feng)（232.3eV) 稍稍移(yi)動至(zhi)峰(feng)（232.leV),變化(hua)不(bu)大。同(tong)時(shi)(shi)出(chu)現(xian)了一個(ge)新峰(feng)（229.3eV),它與(yu)MoO2中Mo的(de)(de)(de)3d5/2 的(de)(de)(de)峰(feng)位值(zhi)229.6eV 接(jie)近，表(biao)明在(zai)膜層內部同(tong)時(shi)(shi)存在(zai)Mo(VI)和(he)Mo(N)兩(liang)種狀(zhuang)態(tai)。膜內四價鉬估計是電解液中鉬酸鹽被陰極還原的(de)(de)(de)結(jie)果。
圖(tu)9-6為(wei)藍色(se)不(bu)銹鋼中磷(lin)的(de)(de)XPS高(gao)分辨圖(tu)。由圖(tu)9-6測得(de)P 的(de)(de)2p 的(de)(de)結(jie)合能濺(jian)射前后為(wei)133.6~133.4eV,它與PO3-4中P的(de)(de)結(jie)合能一致，表明膜內(nei)外均存(cun)在(zai)磷(lin)酸(suan)鹽，在(zai)成膜過程中它并未被還原。膜中的(de)(de)磷(lin)以磷(lin)酸(suan)鹽的(de)(de)形式存(cun)在(zai)。
