香蕉視頻app下載蘋果版:不銹鋼電化學著彩色堿性溶液成分和工(gong)藝條件見表9-3.
一、配方1 (見表9-3)的說(shuo)明
本配方由上海手術器械(xie)廠傅綺(qi)君提出。
1. 色澤的呈(cheng)現過程
在配(pei)方1的(de)介(jie)質中，用電(dian)化學方法，在不銹鋼表面形(xing)成一(yi)層致密而具有一(yi)定厚度的(de)薄膜，隨著加工(gong)工(gong)藝的(de)不同，光對薄膜的(de)干(gan)涉，在表面形(xing)成各種單色彩色膜。
鉻系不銹鋼：淺灰色(se)(se)－黑(hei)亮色(se)(se)－藏青色(se)(se)－金棕色(se)(se)。
鉻-鎳系不銹鋼：青鋼色(se)－藍色(se)－紫色(se)－金黃色(se)－紅色(se)－綠色(se)－金棕色(se)。
2. 彩色(se)膜的組成和厚度(du)
①. 彩色膜的組(zu)成(cheng)。用AES進行表(biao)面分析，表(biao)層由(you)氧、鎳、鐵(tie)、碳等組(zu)成(cheng)。
②. 彩(cai)色膜的厚(hou)度。根(gen)據(ju)Ar的濺射速率，計算出(chu)彩(cai)色膜的厚(hou)度為200.0~930.0nm.
3. 彩色膜的外觀
經過著色的不銹(xiu)(xiu)鋼，不但具有(you)(you)金(jin)屬的強(qiang)度和耐(nai)蝕的光亮表(biao)面(mian)，而且披上了各種各樣鮮(xian)艷的彩(cai)色外衣。彩(cai)色不銹(xiu)(xiu)鋼在裝飾(shi)方面(mian)有(you)(you)著與其他材料無與倫比的優點。
二、配方2 (見表9-3)的說(shuo)明(ming)
本配方由沈陽第一(yi)工業學校(xiao)安成強(qiang)、韓(han)玉梅(mei)、車永(yong)泉(quan)等人提出。
1. 赫爾(er)槽在陽(yang)極氧化中的應用
在250mL赫槽中，304不銹鋼片放在斜邊作陽(yang)極，直(zhi)流穩壓電(dian)源的電(dian)流強(qiang)度(du)為(wei)1A,觀(guan)察試樣的著色(se)膜為(wei)：
試片(pian)上陽極電(dian)流密度的(de)分(fen)布(bu)由近(jin)陰極端(duan)(duan)(duan)至遠陰極端(duan)(duan)(duan)依次減少。電(dian)流密度不同，膜(mo)(mo)的(de)生成速率亦不同。近(jin)陰極端(duan)(duan)(duan)電(dian)流密度大，著色(se)(se)膜(mo)(mo)厚，呈茶褐色(se)(se)；遠陰極端(duan)(duan)(duan)電(dian)流密度小，著色(se)(se)膜(mo)(mo)薄，呈金(jin)黃色(se)(se)，從而在氫氧化鈉堿性溶(rong)液中可著出(chu)不同的(de)顏色(se)(se)。
2. 著色工藝條件
通過小槽實驗，初步確定不銹(xiu)鋼著各種顏色的工藝條件，見表9-4。
3. 影響電解著色的因素
①. 氫氧(yang)(yang)化鈉(na)（NaOH).主要起導(dao)電(dian)和溶(rong)解(jie)氧(yang)(yang)化膜(mo)的作用。膜(mo)的厚度(du)(du)主要取(qu)決于膜(mo)的溶(rong)解(jie)和生長速率(lv)的比(bi)。氫氧(yang)(yang)化鈉(na)濃(nong)度(du)(du)高，氧(yang)(yang)化膜(mo)溶(rong)解(jie)快，膜(mo)的孔(kong)隙(xi)率(lv)大，硬度(du)(du)與(yu)強度(du)(du)低；氫氧(yang)(yang)化鈉(na)濃(nong)度(du)(du)低，氧(yang)(yang)化膜(mo)溶(rong)解(jie)慢(man)，膜(mo)的硬度(du)(du)高，反光性好。
②. 硝酸鈉（NaNO3)、磷酸鈉（Na3PO4)的加入，可增加導電性和成膜速率，比單純氫氧化鈉溶液出色快，著色時間短。
③. 溫度(du)(du)。提高(gao)溫度(du)(du)，反(fan)應(ying)速(su)率加(jia)快，同時(shi)出(chu)色(se)速(su)率也快，色(se)膜較厚。但(dan)溫度(du)(du)過(guo)高(gao)，色(se)膜變得粗(cu)糙，光(guang)澤(ze)欠佳。降低溫度(du)(du)，上(shang)色(se)速(su)率慢，但(dan)光(guang)潔(jie)度(du)(du)較好。溫度(du)(du)低于40℃時(shi)著不(bu)上(shang)色(se)。一般控制在(zai)50~70℃.
④. 電流(liu)密度。提高電流(liu)密度，可(ke)使氧化(hua)膜生長加(jia)快(kuai)，色膜增厚，若電流(liu)過高，氧化(hua)膜則變得粗糙，一般控制在0.5~6A/d㎡.
⑤. 時(shi)間(jian)。在同樣(yang)條件下，膜的(de)顏色(se)(se)隨(sui)時(shi)間(jian)的(de)不同而異。顏色(se)(se)隨(sui)著時(shi)間(jian)的(de)延長(chang)，其(qi)變化(hua)為金黃(huang)色(se)(se)→紫(zi)紅→綠色(se)(se)→茶褐色(se)(se)。
⑥. 攪拌。攪拌可(ke)以縮(suo)短著色時間，加快成膜速(su)率。
4. 前處理
包括：打磨→水洗→除油①→熱水洗→冷水洗→除銹②→冷水洗→電化學拋光③→水洗→弱浸蝕④。
注：①. 除油(you)。氫氧化鈉30~50g/L,碳(tan)酸鈉20~40g/L,磷酸三鈉10~20g/L,溫度50℃,時間(jian)依(yi)除油(you)效果而定。
②. 除銹。硫酸10%,鹽酸10%(體積分數），溫度室溫，時間5~10min.
③. 電化學拋光。磷(lin)酸600mL/L,硫(liu)酸300mL/L,甘油30mL/L,蒸(zheng)餾水(shui)70mL/L,電流密度(du)20~30A/d㎡,溫度(du)50~70℃,時間4~5min,陰極(ji)為鉛板。
④. 弱浸蝕。硫(liu)酸(suan)3%~5%,溫度室(shi)溫，時間(jian)0.5~1min.
拋光(guang)效(xiao)果越好(hao)，著色(se)(se)膜越均勻、細致(zhi)、光(guang)亮。拋光(guang)效(xiao)果不(bu)(bu)好(hao)，著色(se)(se)質量差，甚至著不(bu)(bu)上色(se)(se)。
5. 后處理
電化學著色→熱水(shui)洗→冷水(shui)洗→封(feng)閉(bi)→水(shui)洗→烘干。
注：封(feng)閉處理：重(zhong)鉻酸鉀15g/L,氫(qing)氧化鈉38g/L,pH7~7.5,溫度60~80℃,時間2~3min。
6. 著色膜性能檢驗
①. 耐磨(mo)實驗(yan)
在試樣(yang)上(shang)放一繪圖(tu)橡(xiang)皮，上(shang)面放500g砝碼(ma)，使橡(xiang)皮沿試樣(yang)表面做水平運(yun)動(dong)(dong)，記錄膜消失時的運(yun)動(dong)(dong)次數。結(jie)果見表9-5,從實驗結(jie)果看出(chu)，耐磨性隨膜厚(hou)度的增加而(er)提高。
②. 耐酸性
用滴管取0.5mol/L的(de)硫(liu)酸(suan)滴在著(zhu)色膜上，觀察表面變藍的(de)時間，結果見表9-5,由表可見，金黃(huang)色和紫紅色膜的(de)抗蝕(shi)性欠(qian)佳，需(xu)要適宜的(de)硬化處(chu)理(li)，以提(ti)高耐(nai)(nai)蝕(shi)性和耐(nai)(nai)磨性。耐(nai)(nai)酸(suan)性隨著(zhu)膜厚度(du)的(de)增加而提(ti)高。
7. 槽液穩定性
當成(cheng)膜速率(lv)明顯減慢時，可(ke)濾去沉渣，添(tian)加氫氧(yang)化鈉(na)50g/L和適量(liang)的水(shui)，即可(ke)重(zhong)復使用。槽(cao)液較穩定，調(diao)整簡單，維護方便，成(cheng)本低。
三、配方3 (見表9-3)的說明
本配方由天津(jin)大學(xue)材料(liao)學(xue)院(yuan)魏軍勝、唐子龍(long)和宋詩(shi)哲于2007年10月提出。
為(wei)了改善不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)著(zhu)(zhu)色(se)過程中(zhong)高溫和(he)重(zhong)金屬(shu)離子的(de)環(huan)保(bao)和(he)耗能(neng)(neng)問(wen)題，室溫下，在無Cr的(de)NaOH溶液中(zhong)，304不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)交流調制電位法(fa)著(zhu)(zhu)色(se)處理工(gong)藝(yi)，具有經濟(ji)環(huan)保(bao)的(de)特(te)點，獲得穩(wen)定的(de)金黃色(se)、黃紫(zi)色(se)、紫(zi)色(se)、藍紫(zi)色(se)和(he)藍色(se)膜(mo)。著(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)具有良好的(de)耐蝕(shi)性(xing)、耐磨性(xing)、機(ji)械加工(gong)性(xing)和(he)抗污(wu)性(xing)。著(zhu)(zhu)色(se)電壓幅值(zhi)為(wei)7.0~8.0V,著(zhu)(zhu)色(se)時間(jian)為(wei)4~7min,著(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)穩(wen)定性(xing)和(he)耐蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)最好。本工(gong)藝(yi)簡單易行，節水節能(neng)(neng)，是不(bu)含污(wu)染(ran)離子的(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)著(zhu)(zhu)色(se)“綠(lv)色(se)”工(gong)藝(yi)。
1. 著(zhu)色結果
表9-6列出304不銹鋼交流調整電位注的著色(se)結果
由表9-6可(ke)見，著色(se)電壓和時間共同影響著色(se)膜的顏色(se)，隨(sui)著著色(se)電壓幅值(zhi)和時間的變化(hua)，顏色(se)依(yi)次為金黃(huang)色(se)、黃(huang)紫色(se)、紫色(se)、藍紫色(se)、藍色(se)，共出(chu)現5種穩定的特征顏色(se)。
2. 電化學(xue)著色過程
①. 試樣準備
304不(bu)銹鋼試樣面積約2.4c㎡,經水砂紙逐級打磨、拋光，蒸餾水沖洗，無水乙醇脫水，再蒸餾水沖洗，冷風吹干后，置于干燥器中備用。著色完畢，涂封非工作表面，留出1c㎡的工作面積，進行腐蝕測試。
②. 電化學著色條件及方法
著色(se)(se)液(ye)為(wei)(wei)(wei)0.5mol/L NaOH,采(cai)用(yong)調制電(dian)壓的交流(liu)信號著色(se)(se)，輻值為(wei)(wei)(wei)4.0~10.0V,周期(qi)T為(wei)(wei)(wei)0.02s,具體著色(se)(se)參(can)數為(wei)(wei)(wei)：溫(wen)度為(wei)(wei)(wei)室溫(wen)，著色(se)(se)時間為(wei)(wei)(wei)2~10min,著色(se)(se)完畢(bi)高溫(wen)水進行封(feng)閉(bi)處(chu)理。
3. 著色膜耐蝕性能檢(jian)測
①. 腐蝕介質為0.5mol/L H2SO4。
②. 采用動電(dian)(dian)位陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)曲線(xian)(xian)和線(xian)(xian)性(xing)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)阻(zu)力技術研究著色膜(mo)。陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)曲線(xian)(xian)測試(shi)按照美國材料試(shi)驗學會(hui)ASTM G59-97(2003),比較測試(shi)體系的維鈍電(dian)(dian)流密度(du)Ip、過(guo)鈍化(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)位E1等電(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)學參數，研究著色膜(mo)的鈍化(hua)(hua)(hua)穩定性(xing)。
4. 著色(se)工(gong)藝對著色(se)膜表面形貌的影(ying)響
①. 電壓8.0V下，著(zhu)色(se)膜表面(mian)(mian)形貌隨時(shi)(shi)間(jian)(jian)的(de)變化。2min時(shi)(shi)表面(mian)(mian)形成(cheng)連續但不(bu)均(jun)(jun)(jun)勻(yun)的(de)膜層(ceng)(ceng)，繼續氧化，已形成(cheng)膜層(ceng)(ceng)逐漸(jian)變均(jun)(jun)(jun)勻(yun)，同(tong)時(shi)(shi)又有(you)(you)新膜生成(cheng)；新膜層(ceng)(ceng)也隨氧化時(shi)(shi)間(jian)(jian)的(de)延長(chang)逐漸(jian)均(jun)(jun)(jun)勻(yun)連續；10min時(shi)(shi)形成(cheng)比較厚(hou)且(qie)連續均(jun)(jun)(jun)勻(yun)的(de)著(zhu)色(se)膜；進一(yi)(yi)步(bu)延長(chang)著(zhu)色(se)時(shi)(shi)間(jian)(jian)，由(you)于膜層(ceng)(ceng)局部溶解速(su)率大于其生成(cheng)速(su)率，使得膜厚(hou)反而(er)減小，且(qie)不(bu)均(jun)(jun)(jun)勻(yun)；7~10min為制(zhi)備的(de)著(zhu)色(se)膜在不(bu)同(tong)腐蝕介質中的(de)耐蝕性有(you)(you)一(yi)(yi)定的(de)選擇性。
②. 著(zhu)(zhu)色(se)(se)處理(li)過程中的(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)變化。開始電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)升高(gao)，電(dian)(dian)流降(jiang)(jiang)低(di)(di)(di)；延長(chang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)時間(jian)(jian)，電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)和電(dian)(dian)流都(dou)趨(qu)于(yu)穩定(ding)(ding)；一定(ding)(ding)時間(jian)(jian)后，電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)開始降(jiang)(jiang)低(di)(di)(di)，電(dian)(dian)流升高(gao)。這是因(yin)為剛(gang)開始著(zhu)(zhu)色(se)(se)時，形成的(de)(de)著(zhu)(zhu)色(se)(se)膜(mo)使得體(ti)(ti)系的(de)(de)反(fan)應電(dian)(dian)阻增高(gao)；當著(zhu)(zhu)色(se)(se)時間(jian)(jian)較(jiao)長(chang)時，著(zhu)(zhu)色(se)(se)膜(mo)比(bi)較(jiao)完(wan)整且不再增厚(hou)，因(yin)此，反(fan)應電(dian)(dian)阻也(ye)趨(qu)于(yu)穩定(ding)(ding)；延長(chang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)時間(jian)(jian)，在電(dian)(dian)場的(de)(de)作用下，晶界(jie)變粗大(da)，表面膜(mo)溶(rong)解速率加快(kuai)，致使表面膜(mo)厚(hou)度減小(xiao)，可能(neng)局部區域著(zhu)(zhu)色(se)(se)膜(mo)完(wan)全溶(rong)解，因(yin)而體(ti)(ti)系的(de)(de)反(fan)應電(dian)(dian)阻反(fan)而降(jiang)(jiang)低(di)(di)(di)，所以著(zhu)(zhu)色(se)(se)處理(li)一定(ding)(ding)時間(jian)(jian)后，出現電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)降(jiang)(jiang)低(di)(di)(di)、電(dian)(dian)流升高(gao)的(de)(de)現象。
③. 當著色(se)電壓低于(yu)8.0V時(shi)(shi)，若(ruo)色(se)時(shi)(shi)間為7min時(shi)(shi)，不銹(xiu)鋼表面即可形成完整(zheng)的著色(se)膜；當電壓高(gao)于(yu)8.0V時(shi)(shi)，若(ruo)色(se)時(shi)(shi)間為4min時(shi)(shi)，就已經形成了完整(zheng)的著色(se)膜。
5. 著色(se)膜機械和抗污(wu)性能(neng)
不銹(xiu)鋼(gang)電解(jie)著(zhu)色膜(mo)性(xing)館檢測結果見表9-7.
由表9-7可見，著色膜(mo)具(ju)有良好(hao)的耐磨性、抗(kang)彎曲性能和抗(kang)污性能，能滿足應用要(yao)求。
6. 著色工(gong)藝(yi)對著色膜(mo)穩(wen)定性的(de)影響
①. 著色電壓的影響
著(zhu)色(se)膜在堿性(xing)介(jie)質(zhi)中(zhong)制備(bei)，為評(ping)價著(zhu)色(se)膜的鈍化穩定性(xing)，選用0.5mol/L H2SO4作為測試介(jie)質(zhi)，著(zhu)色(se)時間為10min,OV表示未著(zhu)色(se)不銹鋼(gang)，測試體系的電化學參數腐蝕電位(wei)Ecor、維鈍電流(liu)密度Ip和過(guo)鈍化電位(wei)Et 等(deng)數值列于表9-8中(zhong)。
由表9-8可(ke)見，不銹(xiu)鋼著(zhu)色(se)后Ecorr和Et明顯提高(gao)，而(er)Ip又降低近兩(liang)個數量級，說(shuo)明著(zhu)色(se)處理提高(gao)不銹(xiu)鋼的(de)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)。同時(shi)，著(zhu)色(se)電壓(ya)對著(zhu)色(se)膜的(de)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)能有一(yi)定(ding)(ding)的(de)影響，電壓(ya)7.0V時(shi)Ip最小，而(er)當(dang)著(zhu)色(se)電壓(ya)降低或升高(gao)時(shi)，Ip都(dou)有一(yi)定(ding)(ding)的(de)升高(gao)，著(zhu)色(se)電壓(ya)為(wei)7.0V時(shi)，制備的(de)著(zhu)色(se)膜穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)和耐蝕性(xing)能最好(hao)。
②著色時間的影響
a. 著色電壓(ya)為4.0V,不同(tong)著色時間的影響如下：
著色電壓為4.0V、時間為2min時，著色膜在0.5mol/L H2SO4中的陰極極化曲線非常接近未著色處理的不銹鋼，說明該電壓下較短時間不足以在不銹鋼表面形成完整的著色膜。
著色電壓為4.0V、時間為4min時，著色膜Ecorr、Et 明顯升(sheng)高，而(er)Ip降低近(jin)2個數量級，著色膜穩定性大幅(fu)度提高。
著(zhu)色(se)電(dian)壓為(wei)4.0V、時間為(wei)7min時，著(zhu)色(se)膜穩定(ding)性進(jin)一步提高。
著色電(dian)壓為(wei)4.0V、時間超(chao)過10min時，穩定性(xing)反而(er)有降(jiang)低的(de)趨勢。
b. 著(zhu)色電(dian)壓為8.0V時，不同著(zhu)色時間的(de)影響如下(xia):
時(shi)間為(wei)2min時(shi)，著色(se)可形成完整(zheng)的著色(se)膜。
時(shi)(shi)間為4min時(shi)(shi)，著(zhu)色膜穩(wen)定性進一(yi)步(bu)提高。
繼續延長(chang)著色時間，膜層穩(wen)定性降低(di)。
因此、由上可見、著色電壓為7.0~8.0V,著色時間為4~7min,著色膜具有好的耐磨性和抗污性能，膜顯藍紫色，在0.5mol/L H2SO4中具有良好的鈍化穩定性和耐蝕性。
