一、不(bu)銹鋼電(dian)化學著色(se)法使用(yong)的電(dian)信號
在化學著色(se)法中沒有施加外在的電流。所需的電流、電位,皆發生在不銹鋼的自身,利用輔助電極,如飽和甘汞電極(SCE)或鉑電極(Pt)和精密電壓數字計可以測出不銹鋼存在的電位。
在電(dian)化(hua)學著色(se)法(fa)中,在不銹(xiu)鋼上施加可控制的電(dian)流信號,強(qiang)制不銹(xiu)鋼發生(sheng)氧化(hua),從而(er)生(sheng)成著色(se)膜。施加的電(dian)信號以電(dian)流法(fa)表(biao)示或電(dian)壓法(fa)表(biao)示。
1. 電(dian)流(liu)法
又可分為:
①. 恒定(ding)直流(liu)電流(liu)法(fa),電流(liu)大小不變;
②. 脈沖(chong)(chong)電流法,施加的電流信號是以脈沖(chong)(chong)的形式(shi)不斷發生變化的。
2. 電位法
又可分為:
①. 脈沖電位法;
②.恒定電位法(fa)。
二(er)、不銹鋼電化學(xue)著色法的特點
電化學著色(se)法的優點:
①. 顏色(se)可控性很好,時間范(fan)圍寬并縮短(duan);
②. 顏色的(de)重現性好;
③. 受不銹鋼表面狀況的影響較小(xiao);
④. 處理溫度較低,有(you)些工(gong)藝可在室溫下進行(xing),改(gai)善了工(gong)作(zuo)環境,溶液(ye)成分波動較小(xiao);
⑤. 溶(rong)液(ye)成分含量較低,因而污染程度較輕;
⑥. 用脈沖電流法著色,溶(rong)液工(gong)作壽命(ming)比化學法的長。
電化學(xue)著(zhu)色法(fa)(fa)的(de)(de)缺點主(zhu)要(yao)有兩點:一是(shi)電力(li)線分(fen)布(bu)不(bu)(bu)均(jun)勻(yun),這是(shi)由不(bu)(bu)銹鋼工件形狀太復雜所(suo)引起的(de)(de),電化學(xue)著(zhu)色法(fa)(fa)最(zui)適合(he)簡單的(de)(de),如平板、帶(dai)狀物的(de)(de)著(zhu)色;二(er)是(shi)顏(yan)色不(bu)(bu)均(jun)勻(yun),這是(shi)由電流分(fen)布(bu)不(bu)(bu)均(jun)勻(yun)所(suo)致(zhi),最(zui)好是(shi)使(shi)用恒(heng)電位法(fa)(fa)來克服這一缺點。
三、不(bu)銹鋼電(dian)化學著(zhu)色成膜機理
1. 陽極電流(電位)反應
電(dian)化學著色液(ye)的(de)主要成分基本上是鉻酐(gan)(CrO3)和(he)硫酸(suan)(H2SO4),不銹(xiu)鋼浸人著色液(ye)并(bing)施加陽極電(dian)流(電(dian)位)后,在電(dian)化學著色的(de)過程中陽極發生的(de)反應為:
M = Mn+ +ne(9-1)
式中(zhong)(zhong)M表示(shi)不銹鋼成分,如(ru)鉻(ge)、鎳、鐵等,由于陽極電(dian)流的(de)作用(yong),金(jin)屬成分以離子態進(jin)入著(zhu)色液(ye)與金(jin)屬的(de)界面層中(zhong)(zhong)。
2. 陰(yin)極電流反應
不(bu)銹鋼上(shang)施加陰(yin)極電流(電位)時發(fa)生的(de)反應可能是:
HCrO-4+7H++3e = Cr3++4H2O (9-2) 或 Cr2O2-7 +14H++6e = 2Cr3++7H2O
同時伴(ban)有水解反應:
H2O+H++2e = H2+OH- (9-3)
3. 著色(se)膜的形成
當電化學反應(ying)一段時間后,在金(jin)屬-溶(rong)液界面上(shang),陽極和陰極電流生(sheng)成的金(jin)屬離子在表(biao)面發生(sheng)水解反應(ying)如下:
pMn++qCr3++rH2O = MpCrqOr+2rH+ (9-4)
式中,p、q、r為正整數,且有np+3q=2r的(de)關系(xi)。
在溶液-金屬界面上,Mn+、Cr3+的濃度達到臨界值,超過富鉻的尖晶石氧化物的溶解度,水解反應形成著色膜MpCrqOr.
Mn+、Cr3+的擴散乃是著色膜形成的關鍵步驟。陽極反應生成的Mn+通過膜中的孔隙擴散到膜的表面,與陰極反應生成的Cr3+絡合,使著色膜不斷地生長增厚。