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藝條件見(jian)表9-3.
一、配方1 (見(jian)表9-3)的說明
本配方由(you)上海手術(shu)器械(xie)廠(chang)傅綺君(jun)提出。
1. 色澤的呈現過程
在(zai)配方1的(de)(de)介質中，用電化學(xue)方法，在(zai)不銹鋼表面形成一層致密而具有(you)一定厚度(du)的(de)(de)薄膜(mo)，隨著加工工藝的(de)(de)不同，光對薄膜(mo)的(de)(de)干涉(she)，在(zai)表面形成各種單(dan)色(se)彩色(se)膜(mo)。
鉻系(xi)不銹鋼：淺(qian)灰色－黑(hei)亮色－藏青色－金棕色。
鉻-鎳系不銹鋼(gang)：青鋼(gang)色(se)－藍色(se)－紫色(se)－金(jin)(jin)黃色(se)－紅色(se)－綠色(se)－金(jin)(jin)棕色(se)。
2. 彩色膜的組成和厚度
①. 彩色膜的組(zu)(zu)成。用AES進行表面分析(xi)，表層由氧、鎳(nie)、鐵、碳等組(zu)(zu)成。
②. 彩(cai)(cai)色膜的(de)厚(hou)度。根(gen)據Ar的(de)濺射速率，計算出彩(cai)(cai)色膜的(de)厚(hou)度為(wei)200.0~930.0nm.
3. 彩色膜的外(wai)觀
經(jing)過著(zhu)色的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼，不(bu)但具(ju)有金屬的(de)(de)強度和耐蝕的(de)(de)光亮表面，而(er)且披上了(le)各(ge)種各(ge)樣鮮艷(yan)的(de)(de)彩色外衣。彩色不(bu)銹(xiu)鋼在裝飾方(fang)面有著(zhu)與(yu)其(qi)他材料無與(yu)倫比的(de)(de)優點。
二、配方2 (見(jian)表9-3)的(de)說明(ming)
本配方由沈陽第一(yi)工業(ye)學校(xiao)安成強、韓玉梅、車永(yong)泉等(deng)人提出。
1. 赫爾(er)槽在(zai)陽極氧(yang)化中的應用
在250mL赫槽中(zhong)，304不銹鋼片放在斜邊作陽極，直流穩壓電源的(de)電流強度(du)為(wei)1A,觀察試樣(yang)的(de)著(zhu)色(se)膜為(wei)：
試片上陽極電流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)的分布(bu)由(you)近陰(yin)極端(duan)至(zhi)遠(yuan)陰(yin)極端(duan)依次減少(shao)。電流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)不(bu)(bu)同，膜(mo)(mo)的生成速(su)率亦不(bu)(bu)同。近陰(yin)極端(duan)電流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)大，著(zhu)色(se)(se)膜(mo)(mo)厚，呈茶(cha)褐色(se)(se)；遠(yuan)陰(yin)極端(duan)電流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)小(xiao)，著(zhu)色(se)(se)膜(mo)(mo)薄，呈金黃色(se)(se)，從(cong)而在氫氧化鈉堿性溶液中可著(zhu)出不(bu)(bu)同的顏色(se)(se)。
2. 著色(se)工藝(yi)條件
通(tong)過(guo)小(xiao)槽(cao)實驗，初步確定不銹鋼著各種(zhong)顏色的工藝條(tiao)件(jian)，見表9-4。
3. 影(ying)響電解(jie)著(zhu)色的因素
①. 氫氧化(hua)鈉（NaOH).主(zhu)要(yao)起(qi)導電(dian)和溶(rong)解(jie)氧化(hua)膜(mo)的(de)作用。膜(mo)的(de)厚度主(zhu)要(yao)取(qu)決于膜(mo)的(de)溶(rong)解(jie)和生長(chang)速(su)率的(de)比。氫氧化(hua)鈉濃(nong)(nong)度高，氧化(hua)膜(mo)溶(rong)解(jie)快，膜(mo)的(de)孔隙(xi)率大，硬度與強度低；氫氧化(hua)鈉濃(nong)(nong)度低，氧化(hua)膜(mo)溶(rong)解(jie)慢，膜(mo)的(de)硬度高，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(wen)(wen)度(du)。提高溫(wen)(wen)度(du)，反應速率(lv)加快(kuai)，同時出色(se)速率(lv)也快(kuai)，色(se)膜(mo)較厚(hou)。但溫(wen)(wen)度(du)過高，色(se)膜(mo)變得粗(cu)糙，光(guang)澤欠(qian)佳。降低溫(wen)(wen)度(du)，上色(se)速率(lv)慢，但光(guang)潔度(du)較好(hao)。溫(wen)(wen)度(du)低于40℃時著(zhu)不上色(se)。一般控制(zhi)在50~70℃.
④. 電流(liu)密度(du)。提高(gao)電流(liu)密度(du)，可使氧化(hua)膜生(sheng)長加快，色膜增厚，若(ruo)電流(liu)過高(gao)，氧化(hua)膜則變(bian)得粗糙，一般控制在0.5~6A/d㎡.
⑤. 時間(jian)(jian)。在同(tong)樣條(tiao)件下，膜的顏色(se)(se)隨時間(jian)(jian)的不同(tong)而異。顏色(se)(se)隨著時間(jian)(jian)的延長，其變化為金黃色(se)(se)→紫紅→綠色(se)(se)→茶(cha)褐色(se)(se)。
⑥. 攪拌。攪拌可以縮短著色時間(jian)，加快成膜速率。
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。氫(qing)氧化鈉30~50g/L,碳酸(suan)鈉20~40g/L,磷酸(suan)三(san)鈉10~20g/L,溫度50℃,時間依除油效果(guo)而定。
②. 除銹。硫酸10%,鹽酸10%(體積分數），溫度(du)室溫，時間5~10min.
③. 電化(hua)學拋(pao)光。磷酸600mL/L,硫(liu)酸300mL/L,甘油30mL/L,蒸餾水70mL/L,電流密度20~30A/d㎡,溫(wen)度50~70℃,時間4~5min,陰極為鉛板。
④. 弱浸蝕。硫酸3%~5%,溫(wen)度(du)室溫(wen)，時間0.5~1min.
拋光(guang)效(xiao)果(guo)越好(hao)，著色膜(mo)越均(jun)勻、細致、光(guang)亮。拋光(guang)效(xiao)果(guo)不好(hao)，著色質量差，甚至著不上(shang)色。
5. 后處理
電化學著色→熱水洗→冷水洗→封閉→水洗→烘(hong)干(gan)。
注：封閉處理：重鉻酸鉀15g/L,氫氧化鈉38g/L,pH7~7.5,溫度60~80℃,時間2~3min。
6. 著色膜性(xing)能檢驗
①. 耐磨實(shi)驗
在試(shi)樣上(shang)放(fang)一(yi)繪圖橡(xiang)皮，上(shang)面放(fang)500g砝碼，使橡(xiang)皮沿試(shi)樣表面做水平運(yun)動，記錄膜消失時的運(yun)動次數(shu)。結(jie)果見表9-5,從實驗結(jie)果看出，耐(nai)磨性隨(sui)膜厚度(du)的增加而提高(gao)。
②. 耐酸性
用(yong)滴(di)(di)管取0.5mol/L的硫酸(suan)滴(di)(di)在著色膜上(shang)，觀察表面變藍的時間，結果見(jian)(jian)表9-5,由表可見(jian)(jian)，金黃色和紫紅色膜的抗蝕性欠佳，需(xu)要適宜的硬(ying)化處(chu)理(li)，以提(ti)高耐蝕性和耐磨性。耐酸(suan)性隨著膜厚度的增(zeng)加(jia)而提(ti)高。
7. 槽(cao)液(ye)穩定性
當成(cheng)膜(mo)速(su)率明顯(xian)減慢時，可濾去沉渣，添(tian)加氫氧化鈉50g/L和適量的水(shui)，即可重(zhong)復使用(yong)。槽液較(jiao)穩定，調整簡單，維(wei)護方(fang)便，成(cheng)本低。
三、配(pei)方3 (見表9-3)的說明(ming)
本配方由天津大學(xue)材料學(xue)院(yuan)魏軍勝、唐子龍和(he)宋詩哲于2007年10月提出。
為(wei)了改(gai)善不(bu)銹鋼(gang)(gang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)過程(cheng)中高(gao)溫和(he)重金(jin)(jin)屬離(li)子的(de)(de)(de)環保和(he)耗能問題(ti)，室溫下，在無Cr的(de)(de)(de)NaOH溶(rong)液中，304不(bu)銹鋼(gang)(gang)交(jiao)流調制電位法(fa)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)處理工(gong)(gong)藝，具有(you)經濟環保的(de)(de)(de)特點，獲得穩(wen)(wen)定的(de)(de)(de)金(jin)(jin)黃色(se)(se)(se)(se)(se)、黃紫色(se)(se)(se)(se)(se)、紫色(se)(se)(se)(se)(se)、藍紫色(se)(se)(se)(se)(se)和(he)藍色(se)(se)(se)(se)(se)膜。著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)膜具有(you)良好的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性、耐(nai)磨(mo)性、機械加工(gong)(gong)性和(he)抗(kang)污性。著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)電壓幅值為(wei)7.0~8.0V,著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)時間(jian)為(wei)4~7min,著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)膜穩(wen)(wen)定性和(he)耐(nai)蝕性能最好。本工(gong)(gong)藝簡單易(yi)行，節(jie)水節(jie)能，是不(bu)含污染離(li)子的(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)“綠色(se)(se)(se)(se)(se)”工(gong)(gong)藝。
1. 著色結果(guo)
表9-6列出304不(bu)銹鋼(gang)交流調整電位注(zhu)的著色結(jie)果
由表9-6可(ke)見，著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)電(dian)壓和(he)時間共(gong)同影響著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)膜(mo)的(de)顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)，隨(sui)著(zhu)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)電(dian)壓幅值(zhi)和(he)時間的(de)變化(hua)，顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)依次為金黃(huang)色(se)(se)(se)(se)(se)、黃(huang)紫色(se)(se)(se)(se)(se)、紫色(se)(se)(se)(se)(se)、藍紫色(se)(se)(se)(se)(se)、藍色(se)(se)(se)(se)(se)，共(gong)出現5種穩(wen)定(ding)的(de)特征顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)。
2. 電化學著色過程
①. 試樣準(zhun)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(dian)化學著色條件及方法
著色液為(wei)0.5mol/L NaOH,采用調制(zhi)電壓的交(jiao)流(liu)信號著色，輻值為(wei)4.0~10.0V,周期T為(wei)0.02s,具體著色參數為(wei)：溫(wen)度為(wei)室溫(wen)，著色時間為(wei)2~10min,著色完畢高溫(wen)水進(jin)行封(feng)閉處(chu)理(li)。
3. 著色膜耐蝕性(xing)能檢測
①. 腐蝕介質為0.5mol/L H2SO4。
②. 采用(yong)動電(dian)位陽極(ji)極(ji)化曲(qu)線(xian)和(he)線(xian)性極(ji)化阻(zu)力技術(shu)研究著色膜。陽極(ji)極(ji)化曲(qu)線(xian)測(ce)試按照美國材料試驗學會(hui)ASTM G59-97(2003),比較測(ce)試體系的維鈍電(dian)流密(mi)度Ip、過鈍化電(dian)位E1等(deng)電(dian)化學參數，研究著色膜的鈍化穩定(ding)性。
4. 著(zhu)色工藝對著(zhu)色膜表面形(xing)貌的影響(xiang)
①. 電壓8.0V下，著色膜(mo)(mo)表面形(xing)貌隨時(shi)間(jian)的(de)(de)變(bian)化(hua)。2min時(shi)表面形(xing)成連續(xu)(xu)但(dan)不(bu)均(jun)(jun)(jun)(jun)勻(yun)(yun)的(de)(de)膜(mo)(mo)層，繼續(xu)(xu)氧(yang)化(hua)，已形(xing)成膜(mo)(mo)層逐(zhu)漸(jian)變(bian)均(jun)(jun)(jun)(jun)勻(yun)(yun)，同時(shi)又有新(xin)膜(mo)(mo)生成；新(xin)膜(mo)(mo)層也(ye)隨氧(yang)化(hua)時(shi)間(jian)的(de)(de)延(yan)長(chang)逐(zhu)漸(jian)均(jun)(jun)(jun)(jun)勻(yun)(yun)連續(xu)(xu)；10min時(shi)形(xing)成比較厚且(qie)連續(xu)(xu)均(jun)(jun)(jun)(jun)勻(yun)(yun)的(de)(de)著色膜(mo)(mo)；進一步延(yan)長(chang)著色時(shi)間(jian)，由于膜(mo)(mo)層局部(bu)溶(rong)解速率(lv)大于其(qi)生成速率(lv)，使得膜(mo)(mo)厚反而減小(xiao)，且(qie)不(bu)均(jun)(jun)(jun)(jun)勻(yun)(yun)；7~10min為制備的(de)(de)著色膜(mo)(mo)在不(bu)同腐(fu)蝕介質中的(de)(de)耐(nai)蝕性有一定(ding)的(de)(de)選擇性。
②. 著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)處理過程(cheng)中的(de)電(dian)(dian)(dian)壓變(bian)化。開始電(dian)(dian)(dian)壓升高，電(dian)(dian)(dian)流降(jiang)低(di)；延長(chang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)，電(dian)(dian)(dian)壓和電(dian)(dian)(dian)流都趨(qu)于穩定(ding)(ding)；一定(ding)(ding)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)后(hou)(hou)，電(dian)(dian)(dian)壓開始降(jiang)低(di)，電(dian)(dian)(dian)流升高。這是因為剛(gang)開始著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)時(shi)(shi)(shi)(shi)，形成的(de)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)膜(mo)(mo)使得體系的(de)反應(ying)電(dian)(dian)(dian)阻增高；當(dang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)較長(chang)時(shi)(shi)(shi)(shi)，著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)膜(mo)(mo)比(bi)較完整且不再增厚，因此，反應(ying)電(dian)(dian)(dian)阻也趨(qu)于穩定(ding)(ding)；延長(chang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)，在電(dian)(dian)(dian)場的(de)作用下，晶界變(bian)粗(cu)大(da)，表(biao)面膜(mo)(mo)溶解速(su)率加(jia)快(kuai)，致(zhi)使表(biao)面膜(mo)(mo)厚度(du)減小，可能(neng)局部區域著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)膜(mo)(mo)完全(quan)溶解，因而(er)體系的(de)反應(ying)電(dian)(dian)(dian)阻反而(er)降(jiang)低(di)，所以著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)處理一定(ding)(ding)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)后(hou)(hou)，出現電(dian)(dian)(dian)壓降(jiang)低(di)、電(dian)(dian)(dian)流升高的(de)現象。
③. 當著(zhu)色電壓低于(yu)8.0V時(shi)，若色時(shi)間為(wei)7min時(shi)，不銹鋼表面即可形(xing)成完整(zheng)的著(zhu)色膜(mo)；當電壓高于(yu)8.0V時(shi)，若色時(shi)間為(wei)4min時(shi)，就已經(jing)形(xing)成了(le)完整(zheng)的著(zhu)色膜(mo)。
5. 著色膜機(ji)械和抗污性能
不(bu)銹鋼電解著色膜性(xing)館檢測(ce)結果見表9-7.
由表9-7可見，著色膜(mo)具有良好的耐磨性(xing)、抗彎曲性(xing)能和抗污性(xing)能，能滿足(zu)應用要求。
6. 著色工藝對著色膜(mo)穩定性(xing)的(de)影(ying)響
①. 著(zhu)色電壓(ya)的(de)影響(xiang)
著(zhu)色膜在堿性(xing)介(jie)質(zhi)中制備，為評價著(zhu)色膜的鈍(dun)化(hua)(hua)穩定性(xing)，選用0.5mol/L H2SO4作為測(ce)試(shi)介(jie)質(zhi)，著(zhu)色時間為10min,OV表(biao)示未著(zhu)色不(bu)銹鋼，測(ce)試(shi)體系(xi)的電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)參數(shu)腐蝕電(dian)(dian)位Ecor、維鈍(dun)電(dian)(dian)流密度Ip和過鈍(dun)化(hua)(hua)電(dian)(dian)位Et 等數(shu)值列于(yu)表(biao)9-8中。
由表(biao)9-8可見，不銹(xiu)鋼著(zhu)色(se)(se)(se)后(hou)Ecorr和Et明顯提(ti)(ti)高，而(er)Ip又降低近(jin)兩個數量級，說(shuo)明著(zhu)色(se)(se)(se)處理提(ti)(ti)高不銹(xiu)鋼的(de)穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)。同時，著(zhu)色(se)(se)(se)電(dian)壓(ya)對著(zhu)色(se)(se)(se)膜的(de)穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)能(neng)有一定(ding)的(de)影響，電(dian)壓(ya)7.0V時Ip最小，而(er)當著(zhu)色(se)(se)(se)電(dian)壓(ya)降低或升高時，Ip都有一定(ding)的(de)升高，著(zhu)色(se)(se)(se)電(dian)壓(ya)為7.0V時，制備的(de)著(zhu)色(se)(se)(se)膜穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)和耐蝕性(xing)能(neng)最好。
②著色時(shi)間的影響
a. 著色電壓為4.0V,不(bu)同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(zhu)色(se)電(dian)壓為(wei)4.0V、時(shi)間為(wei)4min時(shi)，著(zhu)色(se)膜Ecorr、Et 明顯(xian)升高(gao)，而Ip降低近2個數量級，著(zhu)色(se)膜穩(wen)定性大幅度提高(gao)。
著(zhu)色(se)電壓為4.0V、時(shi)間為7min時(shi)，著(zhu)色(se)膜(mo)穩定性進一步提高(gao)。
著色電壓為4.0V、時(shi)(shi)間超過10min時(shi)(shi)，穩定性反而(er)有降低的趨勢。
b. 著色(se)(se)電壓為8.0V時，不同著色(se)(se)時間的(de)影響如下:
時(shi)間為2min時(shi)，著色可形成完整的著色膜(mo)。
時間為4min時，著(zhu)色(se)膜穩定(ding)性進一(yi)步提高(gao)。
繼續延長著色時間，膜(mo)層穩定(ding)性(xing)降低。
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。
