不銹鋼電(dian)化學(xue)(xue)著(zhu)彩色(se)酸性溶液成分和工藝條件見(jian)表9-9。配(pei)方(fang)8 (見(jian)表9-9)的說明 。本配(pei)方(fang)由上海(hai)交通大學(xue)(xue)化學(xue)(xue)系廖小珍、錢(qian)道蓀、朱新運提出

1. 彩色不銹鋼的交流方波電化學著色

 試(shi)樣采用(yong)1Cr18Ni9Ti光亮不銹鋼，經過前處理后，采用(yong)交流(liu)方波電化學(xue)法進行著色。實驗裝置見圖9-14.電解電流(liu)交流(liu)方波波形(xing)見圖9-15.著色液組成(cheng)：鉻酐（CrO₃)  250g/L  、硫酸（H₂SO₄)  490g/L 。

2. 著色液溫度的選擇

 不銹鋼在鉻酸(suan)(suan)－硫(liu)酸(suan)(suan)體系(xi)中，較高溫度下便出現(xian)化(hua)學(xue)著色(se)，為了消除化(hua)學(xue)著色(se)的(de)影響(xiang)，以便于(yu)電(dian)解者色(se)的(de)控制，表9-24為試(shi)樣在不同溫度的(de)鉻酸(suan)(suan)、硫(liu)酸(suan)(suan)溶液中浸(jin)泡(pao)1h的(de)化(hua)學(xue)著色(se)情(qing)況。

根據表9-24的(de)結(jie)果，著色液的(de)溫度(du)選擇(ze)55℃,既(ji)能避免化學著色的(de)影響，亦可縮(suo)短電解著色的(de)時間(jian)。

3. 電解參數(shu)對鋼(gang)表面膜(mo)顏色的(de)影(ying)響

  表(biao)9-25列(lie)出交流方波電(dian)(dian)解(jie)法(fa)制備彩(cai)色不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)通(tong)電(dian)(dian)量(liang)與著色膜顏色的(de)(de)(de)(de)關系。由表(biao)9-25的(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)可看出，隨著通(tong)電(dian)(dian)量(liang)的(de)(de)(de)(de)增加，不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼表(biao)面(mian)顏色的(de)(de)(de)(de)變化(hua)趨勢與化(hua)學著色法(fa)相同，即茶(cha)色→藍色→黃(huang)色→紅(hong)色→綠色。但(dan)鋼表(biao)面(mian)顏色并不(bu)完全取決于(yu)通(tong)電(dian)(dian)量(liang)的(de)(de)(de)(de)大小，而(er)與電(dian)(dian)流幅(fu)值、方波周期T密切相關。

 ①. 電流密(mi)度i的影響。固(gu)定方(fang)波(bo)周期(qi)，在相同通電量的情(qing)況下，電流密(mi)度越大，由于(yu)反應速率快，鋼(gang)表面顏色偏(pian)向于(yu)膜厚方(fang)向。（比較(jiao)試(shi)樣(yang)2、3)。

 ②. 方(fang)波周期T的(de)影響。試樣5、6及試樣7、8的(de)比較可見，相同通電(dian)(dian)量(liang)和電(dian)(dian)流密度(du)下(xia)，周期T越(yue)長，鋼表面顏色(se)偏向膜厚方(fang)向。

 ③. 通(tong)電(dian)(dian)時(shi)間的(de)影響。在相(xiang)同電(dian)(dian)流(liu)密度(du)和周期下(xia)，通(tong)電(dian)(dian)時(shi)間越長，膜(mo)越厚，鋼(gang)表面(mian)顏色隨(sui)膜(mo)厚變化(hua)。

4. 適當(dang)厚度的(de)氧化膜(mo)層及其相應色彩的(de)控(kong)制方法(fa)

只(zhi)要(yao)適當調(diao)整(zheng)電流(liu)密度i、方波周期(qi)T、通(tong)電周期(qi)數N,即可得到適當厚度的(de)氧化(hua)膜層，從而得到所需的(de)色彩(cai)。利用此(ci)法已(yi)制備出茶色、藍色、黃色、紅色、綠色各(ge)顏色系列的(de)十(shi)多種色調(diao)不(bu)同的(de)彩(cai)色不(bu)銹鋼，交流(liu)方波電解(jie)著色法的(de)出色范圍寬，顏色控制容易(yi)，色彩(cai)均勻亮麗，重(zhong)現性良好。這是化(hua)學(xue)著色法難以比擬的(de)。

5. 交(jiao)流方波電(dian)解著色法的規律（根(gen)據表9-25)

 ①. 消除界(jie)面溶液的(de)濃(nong)度差(cha)。在交流方波(bo)(bo)電解周期內，通過(guo)方波(bo)(bo)正半(ban)(ban)周電流時，表面發(fa)生陽極氧化，形(xing)(xing)成氧化膜(mo)層；在方波(bo)(bo)負半(ban)(ban)周內，形(xing)(xing)成的(de)膜(mo)層適當(dang)硬化，同時消除界(jie)面溶液的(de)濃(nong)度差(cha)。

 ②. 氧化膜(mo)層(ceng)的(de)(de)厚度形(xing)成的(de)(de)影響因素。在通(tong)過總(zong)電(dian)量相同的(de)(de)情(qing)況下(xia)，不(bu)銹鋼表面形(xing)成的(de)(de)氧化膜(mo)層(ceng)的(de)(de)厚度與方波周期、電(dian)流密度大小有(you)關。

 ③. 在相同周期、相同通(tong)電量的(de)情況(kuang)下，電流密度(du)越小，反應速(su)率越慢，濃(nong)差極化影響減少，膜厚度(du)偏薄(bo)。

 ④. 在相(xiang)同電流密度、相(xiang)同通電情況下(xia)，方波周期越長，電極界面濃差擴散層增厚，表現出氧化膜層偏厚的現象。

6. 交(jiao)流方波電解(jie)著色技術的優點(dian)

 ①. 顏色(se)(se)控(kong)制簡單(dan)容易。只要(yao)調節好所(suo)需顏色(se)(se)的工(gong)作參數（電流密度、方波(bo)周期、通電周期數），制得的鋼(gang)表面(mian)顏色(se)(se)的重(zhong)現性很理想(xiang)。而化(hua)學著(zhu)色(se)(se)法對顏色(se)(se)的控(kong)制需借(jie)助于電位(wei)控(kong)制裝(zhuang)置。

 ②. 利(li)用電解著(zhu)(zhu)色法可(ke)降低著(zhu)(zhu)色液的溫度至55℃,縮短著(zhu)(zhu)色時(shi)間，優于化(hua)學著(zhu)(zhu)色法。

 ③. 交流(liu)方波電解技術制備彩色(se)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)出色(se)范圍(wei)廣(guang)，可(ke)獲(huo)得的(de)色(se)彩種類十(shi)分(fen)豐富。

7. 不銹鋼著色前處理

  光亮不銹鋼1Cr18Ni9Ti→清洗→除油^①→清洗→浸酸^②→清洗→著色。

注；①. 除油：  碳酸鈉（Na₂CO₃)20g/L, 磷酸三鈉（Na₃PO₄·12H₂O) 10g/L,三乙醇胺 2.5mL/L, OP表面活性劑 2.5mL/L, 溫度 70~80℃,時間 10~15min.

      ②. 浸酸： 硫酸（H₂SO₄)5%(體積分數），溫度50~55℃,時間5min.

8. 不銹鋼(gang)著色后(hou)處(chu)理

著色后→清洗→固膜處理^①→清洗→封閉^②→清洗→烘干。

  注(zhu)：①. 固膜(mo)處理： 陰極電解固膜處理。鉻酐（CrO₃)250g/L,硫酸（H₂SO₄)(d=1.7)2.5g/L, 陰極電流密度 0.4A/d㎡, 時間 10min.

        ②. 封閉： 使不銹鋼表面多孔膜封閉，提高耐磨性。硅酸鈉（NazSiO₃)1%,溫度煮沸，時間5min。