一、不(bu)銹鋼電化學著色法使用(yong)的電信號(hao)
在化(hua)學著色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(bu)銹鋼存在的電位。
在電(dian)化學著色(se)法中,在不銹鋼(gang)上(shang)施(shi)加可控制的(de)電(dian)流信號,強制不銹鋼(gang)發生氧(yang)化,從而生成(cheng)著色(se)膜。施(shi)加的(de)電(dian)信號以電(dian)流法表示或電(dian)壓法表示。
1. 電流法
又可分為(wei):
①. 恒定直流(liu)電流(liu)法,電流(liu)大(da)小(xiao)不變;
②. 脈沖(chong)電流法,施加的(de)(de)電流信號是以脈沖(chong)的(de)(de)形式(shi)不斷(duan)發(fa)生變化的(de)(de)。
2. 電位法(fa)
又可分為:
①. 脈(mo)沖(chong)電位法;
②.恒(heng)定電(dian)位法。
二、不銹鋼電化學著色法的特點
電化學著色(se)法的(de)優點:
①. 顏色可控性很好,時間范圍(wei)寬并縮(suo)短;
②. 顏色(se)的重現(xian)性好;
③. 受(shou)不銹鋼表面狀況的(de)影響較小;
④. 處理(li)溫度較(jiao)(jiao)低,有些工(gong)藝可在室溫下進行(xing),改善了(le)工(gong)作環境(jing),溶液成分(fen)波動(dong)較(jiao)(jiao)小;
⑤. 溶液成分含量(liang)較(jiao)(jiao)低,因而污染程度較(jiao)(jiao)輕;
⑥. 用脈沖(chong)電(dian)流(liu)法著色,溶液工作壽(shou)命比化學法的長。
電(dian)化學(xue)著色法的缺點(dian)(dian)主要有兩點(dian)(dian):一(yi)是(shi)(shi)電(dian)力線分(fen)布不(bu)均(jun)勻,這(zhe)是(shi)(shi)由(you)不(bu)銹(xiu)鋼工(gong)件形狀(zhuang)太復雜(za)所(suo)引起的,電(dian)化學(xue)著色法最(zui)適合簡單的,如平板、帶狀(zhuang)物的著色;二是(shi)(shi)顏色不(bu)均(jun)勻,這(zhe)是(shi)(shi)由(you)電(dian)流(liu)分(fen)布不(bu)均(jun)勻所(suo)致,最(zui)好(hao)是(shi)(shi)使(shi)用恒電(dian)位法來克服這(zhe)一(yi)缺點(dian)(dian)。
三(san)、不銹鋼電化學著色成膜機理
1. 陽(yang)極(ji)電流(liu)(電位)反應
電化學(xue)著色液的主(zhu)要成(cheng)分(fen)基(ji)本上是(shi)鉻酐(CrO3)和(he)硫酸(H2SO4),不銹鋼浸人著色液并(bing)施加陽(yang)極(ji)電流(電位(wei))后,在(zai)電化學(xue)著色的過程中陽(yang)極(ji)發生的反應(ying)為:
M = Mn+ +ne(9-1)
式(shi)中M表示不(bu)銹鋼成分(fen),如鉻、鎳(nie)、鐵(tie)等,由于陽(yang)極電(dian)流的作用,金屬成分(fen)以(yi)離子態進入著色液與金屬的界(jie)面層中。
2. 陰(yin)極電流反應(ying)
不銹(xiu)鋼(gang)上施加陰極電(dian)流(電(dian)位)時發生的反應可能是:
HCrO-4+7H++3e = Cr3++4H2O (9-2) 或 Cr2O2-7 +14H++6e = 2Cr3++7H2O
同時伴有水解反應(ying):
H2O+H++2e = H2+OH- (9-3)
3. 著色膜的形成
當電化學反應一段時(shi)間(jian)后(hou),在金屬-溶液(ye)界面(mian)(mian)上,陽極(ji)和(he)陰極(ji)電流生成的金屬離(li)子在表面(mian)(mian)發生水(shui)解反應如下:
pMn++qCr3++rH2O = MpCrqOr+2rH+ (9-4)
式中,p、q、r為正整數,且有np+3q=2r的關(guan)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。

