一、不銹鋼電化學著色法使(shi)用(yong)的電信號


  在化學著色法(fa)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)(dian)化(hua)學著(zhu)色法中(zhong),在不銹(xiu)(xiu)鋼上施加(jia)可(ke)控制的(de)(de)電(dian)(dian)流信號,強(qiang)制不銹(xiu)(xiu)鋼發生氧化(hua),從而(er)生成著(zhu)色膜。施加(jia)的(de)(de)電(dian)(dian)信號以(yi)電(dian)(dian)流法表示或電(dian)(dian)壓(ya)法表示。


1. 電流(liu)法


 又可分為:


①. 恒定直流(liu)電流(liu)法,電流(liu)大小不變(bian);


 ②. 脈沖電流法,施加的(de)(de)電流信號是以(yi)脈沖的(de)(de)形式(shi)不斷發生變化的(de)(de)。


 2. 電位法


 又(you)可分(fen)為:


  ①. 脈沖電位法(fa);


  ②.恒定電位法。




二(er)、不銹鋼(gang)電化學著色法的特點


 電化學(xue)著色法(fa)的優點(dian):


  ①. 顏色可(ke)控性(xing)很好(hao),時間范圍寬并縮(suo)短;


  ②. 顏(yan)色的(de)重(zhong)現性好;


  ③. 受(shou)不銹鋼(gang)表面(mian)狀(zhuang)況的影響較(jiao)小;


  ④. 處(chu)理溫度較(jiao)低,有些(xie)工(gong)藝可在(zai)室溫下進行,改善了工(gong)作環境,溶液成(cheng)分波(bo)動較(jiao)小;


  ⑤. 溶液成分(fen)含量較低,因而污染程度(du)較輕;


  ⑥. 用脈沖(chong)電流(liu)法著色,溶液工作壽命比化(hua)學法的長。


  電化(hua)學著色(se)(se)法(fa)的缺點主要有兩(liang)點:一(yi)是(shi)電力線(xian)分(fen)布(bu)不(bu)均勻,這是(shi)由不(bu)銹鋼工件形狀太復雜(za)所引起的,電化(hua)學著色(se)(se)法(fa)最適合簡單的,如平板、帶狀物的著色(se)(se);二是(shi)顏(yan)色(se)(se)不(bu)均勻,這是(shi)由電流分(fen)布(bu)不(bu)均勻所致,最好(hao)是(shi)使用恒電位法(fa)來克服這一(yi)缺點。




三、不銹鋼(gang)電化學著色(se)成膜(mo)機理


1. 陽(yang)極電(dian)流(電(dian)位(wei))反應(ying)


  電(dian)化(hua)學著(zhu)(zhu)色液(ye)的主要(yao)成分基本上(shang)是(shi)鉻酐(CrO3)和硫酸(suan)(H2SO4),不銹鋼浸人著(zhu)(zhu)色液(ye)并施加陽極(ji)電(dian)流(liu)(電(dian)位)后,在(zai)電(dian)化(hua)學著(zhu)(zhu)色的過(guo)程中陽極(ji)發生的反應為:


M = Mn+ +ne(9-1)


 式(shi)中M表示不銹鋼成分,如鉻、鎳、鐵(tie)等(deng),由(you)于(yu)陽極(ji)電(dian)流的作(zuo)用,金屬成分以離子(zi)態進(jin)入著色液與金屬的界面層中。


2. 陰極(ji)電流反應


 不(bu)銹鋼上施加(jia)陰極電流(電位)時發生(sheng)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(shui)解反應(ying):


H2O+H++2e = H2+OH- (9-3)


3. 著(zhu)色膜的形成


 當電(dian)化(hua)學(xue)反應(ying)一段時間后,在(zai)金屬-溶液界(jie)面(mian)上,陽極和陰(yin)極電(dian)流生成的金屬離(li)子在(zai)表面(mian)發生水解(jie)反應(ying)如下:


  pMn++qCr3++rH2O = MpCrqOr+2rH+ (9-4)


  式中(zhong),p、q、r為正(zheng)整數,且有np+3q=2r的關系。


  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。