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)的說明
本配方由上(shang)海手(shou)術器械廠(chang)傅(fu)綺君提出。
1. 色澤的(de)呈(cheng)現(xian)過(guo)程
在(zai)配方(fang)(fang)1的(de)(de)介質中，用(yong)電(dian)化學方(fang)(fang)法，在(zai)不(bu)銹鋼表面形成(cheng)一(yi)層致(zhi)密而具有一(yi)定厚度的(de)(de)薄(bo)膜(mo)，隨著加工工藝的(de)(de)不(bu)同，光(guang)對薄(bo)膜(mo)的(de)(de)干涉，在(zai)表面形成(cheng)各種單色彩色膜(mo)。
鉻系(xi)不銹鋼：淺(qian)灰色(se)－黑亮色(se)－藏青色(se)－金棕色(se)。
鉻-鎳系(xi)不銹(xiu)鋼：青鋼色－藍色－紫色－金黃色－紅色－綠色－金棕色。
2. 彩色(se)膜的組成(cheng)和(he)厚度
①. 彩(cai)色膜的組成。用AES進行表面分(fen)析，表層由(you)氧、鎳(nie)、鐵、碳等組成。
②. 彩色膜的(de)(de)厚度(du)。根據Ar的(de)(de)濺射速率，計(ji)算(suan)出彩色膜的(de)(de)厚度(du)為200.0~930.0nm.
3. 彩色膜(mo)的外觀
經過著色的不銹(xiu)鋼，不但(dan)具有金屬的強(qiang)度和耐(nai)蝕的光亮表面，而且披上了各(ge)種(zhong)各(ge)樣鮮艷的彩(cai)色外(wai)衣。彩(cai)色不銹(xiu)鋼在裝飾方面有著與其他(ta)材料無與倫(lun)比的優(you)點。
二、配方2 (見表9-3)的說明(ming)
本配方由沈陽第一工業學校安(an)成強、韓玉梅、車(che)永泉等(deng)人提(ti)出。
1. 赫(he)爾槽(cao)在陽極(ji)氧化(hua)中(zhong)的應用
在(zai)250mL赫槽中，304不(bu)銹(xiu)鋼片放在(zai)斜邊(bian)作陽(yang)極，直(zhi)流穩壓電源的電流強度為1A,觀察(cha)試樣的著(zhu)色(se)膜為：
試片上陽極(ji)電流密(mi)度(du)的(de)分布由近陰(yin)(yin)極(ji)端至遠陰(yin)(yin)極(ji)端依次減少(shao)。電流密(mi)度(du)不同，膜(mo)(mo)的(de)生成(cheng)速率(lv)亦不同。近陰(yin)(yin)極(ji)端電流密(mi)度(du)大，著色(se)膜(mo)(mo)厚，呈茶褐色(se)；遠陰(yin)(yin)極(ji)端電流密(mi)度(du)小，著色(se)膜(mo)(mo)薄，呈金黃(huang)色(se)，從而(er)在氫氧化鈉堿性(xing)溶液中可著出不同的(de)顏色(se)。
2. 著(zhu)色工藝條件
通(tong)過小槽實驗，初(chu)步確定不銹鋼著各種(zhong)顏色的工(gong)藝條件，見表9-4。
3. 影(ying)響電解著色(se)的因(yin)素
①. 氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈉（NaOH).主要(yao)起導電和溶(rong)(rong)解(jie)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)的作(zuo)用。膜(mo)的厚度(du)主要(yao)取決于膜(mo)的溶(rong)(rong)解(jie)和生長(chang)速率的比(bi)。氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈉濃(nong)度(du)高，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)溶(rong)(rong)解(jie)快，膜(mo)的孔隙率大(da)，硬(ying)度(du)與強度(du)低；氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈉濃(nong)度(du)低，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)溶(rong)(rong)解(jie)慢，膜(mo)的硬(ying)度(du)高，反光性好(hao)。
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)。提高溫度(du)，反應速率加(jia)快(kuai)，同時(shi)出色(se)(se)速率也(ye)快(kuai)，色(se)(se)膜較厚(hou)。但溫度(du)過高，色(se)(se)膜變(bian)得粗(cu)糙，光澤欠(qian)佳。降(jiang)低(di)溫度(du)，上色(se)(se)速率慢(man)，但光潔度(du)較好。溫度(du)低(di)于40℃時(shi)著不上色(se)(se)。一般控制(zhi)在50~70℃.
④. 電流(liu)密度(du)。提高電流(liu)密度(du)，可使氧化(hua)膜生長加快，色(se)膜增厚，若電流(liu)過高，氧化(hua)膜則變得粗糙(cao)，一般控(kong)制在0.5~6A/d㎡.
⑤. 時(shi)間(jian)。在同(tong)樣(yang)條件下，膜的顏色(se)隨時(shi)間(jian)的不同(tong)而(er)異。顏色(se)隨著時(shi)間(jian)的延長，其變化(hua)為(wei)金黃色(se)→紫(zi)紅→綠色(se)→茶(cha)褐(he)色(se)。
⑥. 攪(jiao)拌。攪(jiao)拌可以縮短著(zhu)色(se)時(shi)間，加快(kuai)成膜速率(lv)。
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(chu)油。氫氧(yang)化鈉(na)30~50g/L,碳酸(suan)鈉(na)20~40g/L,磷酸(suan)三鈉(na)10~20g/L,溫(wen)度(du)50℃,時間依除(chu)油效果(guo)而(er)定。
②. 除(chu)銹。硫酸(suan)10%,鹽(yan)酸(suan)10%(體積分數(shu)），溫度室(shi)溫，時(shi)間5~10min.
③. 電(dian)(dian)化學(xue)拋光。磷酸(suan)600mL/L,硫酸(suan)300mL/L,甘(gan)油(you)30mL/L,蒸餾水70mL/L,電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度20~30A/d㎡,溫(wen)度50~70℃,時間4~5min,陰極為鉛板(ban)。
④. 弱浸蝕。硫酸3%~5%,溫度室溫，時(shi)間0.5~1min.
拋光效果越好，著(zhu)(zhu)色(se)(se)膜越均(jun)勻、細致、光亮。拋光效果不好，著(zhu)(zhu)色(se)(se)質(zhi)量(liang)差，甚至著(zhu)(zhu)不上色(se)(se)。
5. 后處理
電(dian)化(hua)學(xue)著色→熱水洗→冷水洗→封閉→水洗→烘(hong)干(gan)。
注：封閉處理(li)：重鉻酸鉀(jia)15g/L,氫氧化鈉38g/L,pH7~7.5,溫度60~80℃,時間(jian)2~3min。
6. 著色膜(mo)性能檢(jian)驗
①. 耐磨實驗
在試樣上(shang)放一繪圖(tu)橡(xiang)(xiang)皮，上(shang)面放500g砝碼，使橡(xiang)(xiang)皮沿試樣表面做水平運(yun)動(dong)，記錄膜(mo)(mo)消失(shi)時的運(yun)動(dong)次(ci)數。結(jie)果(guo)見表9-5,從實驗結(jie)果(guo)看出，耐磨性(xing)隨膜(mo)(mo)厚度(du)的增(zeng)加而(er)提(ti)高。
②. 耐酸性
用(yong)滴(di)管取0.5mol/L的(de)(de)硫(liu)酸(suan)滴(di)在著色膜上，觀察表面變藍(lan)的(de)(de)時間，結果(guo)見表9-5,由(you)表可(ke)見，金黃色和紫紅色膜的(de)(de)抗蝕性(xing)(xing)(xing)欠佳(jia)，需(xu)要適(shi)宜(yi)的(de)(de)硬化處理，以提高耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)和耐(nai)磨性(xing)(xing)(xing)。耐(nai)酸(suan)性(xing)(xing)(xing)隨(sui)著膜厚度的(de)(de)增加而提高。
7. 槽液穩定性
當成膜速率(lv)明(ming)顯減慢時(shi)，可濾去沉渣，添加氫氧化鈉50g/L和適量的水，即可重復使用(yong)。槽液(ye)較穩定，調整簡(jian)單，維護方便，成本低。
三、配方3 (見表9-3)的說明
本配(pei)方由天津大學材料(liao)學院魏軍(jun)勝、唐子龍和宋(song)詩哲于2007年(nian)10月提出(chu)。
為了改(gai)善不(bu)銹(xiu)鋼著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)過(guo)程中高溫(wen)和(he)重(zhong)金屬離子的環保(bao)(bao)和(he)耗能(neng)(neng)問題，室溫(wen)下，在無Cr的NaOH溶液中，304不(bu)銹(xiu)鋼交(jiao)流調制電位法著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)處理工藝，具(ju)有經(jing)濟環保(bao)(bao)的特點，獲得穩定的金黃色(se)(se)(se)、黃紫(zi)色(se)(se)(se)、紫(zi)色(se)(se)(se)、藍(lan)紫(zi)色(se)(se)(se)和(he)藍(lan)色(se)(se)(se)膜。著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)膜具(ju)有良好的耐蝕(shi)性、耐磨(mo)性、機械加工性和(he)抗污性。著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)電壓幅值為7.0~8.0V,著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)時間(jian)為4~7min,著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)膜穩定性和(he)耐蝕(shi)性能(neng)(neng)最好。本工藝簡單易行，節水節能(neng)(neng)，是(shi)不(bu)含污染離子的不(bu)銹(xiu)鋼著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)“綠色(se)(se)(se)”工藝。
1. 著色結果(guo)
表9-6列出304不銹鋼交流調整電(dian)位(wei)注的著色結果(guo)
由表9-6可見，著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)電壓和時間共(gong)同影響著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)膜的(de)顏(yan)色(se)(se)(se)，隨(sui)著(zhu)(zhu)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)電壓幅(fu)值和時間的(de)變化，顏(yan)色(se)(se)(se)依次為金黃(huang)色(se)(se)(se)、黃(huang)紫(zi)色(se)(se)(se)、紫(zi)色(se)(se)(se)、藍紫(zi)色(se)(se)(se)、藍色(se)(se)(se)，共(gong)出現5種穩(wen)定(ding)的(de)特征顏(yan)色(se)(se)(se)。
2. 電(dian)化(hua)學著(zhu)色過程
①. 試樣準備
304不銹(xiu)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(ji)方法
著色(se)液為(wei)0.5mol/L NaOH,采用調制電壓的交流信號著色(se)，輻值為(wei)4.0~10.0V,周(zhou)期T為(wei)0.02s,具體著色(se)參(can)數為(wei)：溫度(du)為(wei)室溫，著色(se)時間為(wei)2~10min,著色(se)完畢高溫水進行封閉處理。
3. 著色膜耐蝕性能檢(jian)測
①. 腐蝕介質為0.5mol/L H2SO4。
②. 采用動電位陽(yang)極(ji)(ji)極(ji)(ji)化曲線(xian)和線(xian)性(xing)極(ji)(ji)化阻力技術研究(jiu)著(zhu)色(se)膜。陽(yang)極(ji)(ji)極(ji)(ji)化曲線(xian)測試按照美(mei)國材料(liao)試驗學會ASTM G59-97(2003),比(bi)較測試體(ti)系的維鈍電流(liu)密(mi)度Ip、過鈍化電位E1等電化學參數(shu)，研究(jiu)著(zhu)色(se)膜的鈍化穩定(ding)性(xing)。
4. 著色工(gong)藝對(dui)著色膜表面形貌(mao)的(de)影(ying)響
①. 電壓8.0V下(xia)，著(zhu)(zhu)色(se)(se)膜(mo)(mo)(mo)表面形(xing)貌隨時間的(de)(de)變(bian)化。2min時表面形(xing)成連續但不(bu)均勻(yun)的(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)，繼續氧(yang)化，已形(xing)成膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)逐(zhu)漸變(bian)均勻(yun)，同時又有新膜(mo)(mo)(mo)生(sheng)成；新膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)也(ye)隨氧(yang)化時間的(de)(de)延(yan)長逐(zhu)漸均勻(yun)連續；10min時形(xing)成比較(jiao)厚且連續均勻(yun)的(de)(de)著(zhu)(zhu)色(se)(se)膜(mo)(mo)(mo)；進一步延(yan)長著(zhu)(zhu)色(se)(se)時間，由于(yu)膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)局部溶解速(su)率(lv)大于(yu)其生(sheng)成速(su)率(lv)，使得膜(mo)(mo)(mo)厚反而減(jian)小，且不(bu)均勻(yun)；7~10min為制備的(de)(de)著(zhu)(zhu)色(se)(se)膜(mo)(mo)(mo)在不(bu)同腐蝕(shi)介(jie)質(zhi)中的(de)(de)耐蝕(shi)性有一定的(de)(de)選擇(ze)性。
②. 著(zhu)色(se)處(chu)理過(guo)程中的電(dian)壓(ya)變化。開(kai)(kai)始(shi)電(dian)壓(ya)升(sheng)(sheng)高(gao)，電(dian)流降(jiang)低(di)(di)；延長著(zhu)色(se)時間(jian)，電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)流都(dou)趨(qu)于穩定(ding)；一定(ding)時間(jian)后，電(dian)壓(ya)開(kai)(kai)始(shi)降(jiang)低(di)(di)，電(dian)流升(sheng)(sheng)高(gao)。這是因為剛開(kai)(kai)始(shi)著(zhu)色(se)時，形成的著(zhu)色(se)膜(mo)使得體系的反(fan)(fan)應(ying)電(dian)阻(zu)增高(gao)；當(dang)著(zhu)色(se)時間(jian)較長時，著(zhu)色(se)膜(mo)比(bi)較完整且不再(zai)增厚(hou)，因此(ci)，反(fan)(fan)應(ying)電(dian)阻(zu)也趨(qu)于穩定(ding)；延長著(zhu)色(se)時間(jian)，在電(dian)場的作用下(xia)，晶界(jie)變粗大，表面(mian)膜(mo)溶解速率加快，致(zhi)使表面(mian)膜(mo)厚(hou)度減小，可能(neng)局(ju)部區(qu)域(yu)著(zhu)色(se)膜(mo)完全(quan)溶解，因而體系的反(fan)(fan)應(ying)電(dian)阻(zu)反(fan)(fan)而降(jiang)低(di)(di)，所以著(zhu)色(se)處(chu)理一定(ding)時間(jian)后，出現電(dian)壓(ya)降(jiang)低(di)(di)、電(dian)流升(sheng)(sheng)高(gao)的現象。
③. 當著(zhu)色電(dian)壓低(di)于8.0V時，若(ruo)色時間為(wei)7min時，不銹鋼表面即可(ke)形成完整(zheng)的著(zhu)色膜；當電(dian)壓高于8.0V時，若(ruo)色時間為(wei)4min時，就已經形成了完整(zheng)的著(zhu)色膜。
5. 著(zhu)色膜機械(xie)和抗污性能(neng)
不銹鋼電解著色膜性館檢測結果(guo)見表9-7.
由表9-7可見(jian)，著(zhu)色(se)膜(mo)具(ju)有(you)良好的耐磨性、抗彎曲性能和抗污性能，能滿(man)足應用要求。
6. 著色(se)工藝對著色(se)膜穩定性的影響
①. 著色電壓的影響
著色(se)膜在堿性介(jie)質(zhi)(zhi)中制備，為評(ping)價(jia)著色(se)膜的(de)鈍化穩定(ding)性，選用0.5mol/L H2SO4作(zuo)為測試介(jie)質(zhi)(zhi)，著色(se)時間為10min,OV表示(shi)未著色(se)不銹鋼，測試體系的(de)電(dian)(dian)化學參數腐蝕(shi)電(dian)(dian)位(wei)Ecor、維(wei)鈍電(dian)(dian)流密度Ip和(he)過鈍化電(dian)(dian)位(wei)Et 等數值列于表9-8中。
由表(biao)9-8可見，不銹(xiu)鋼著(zhu)色(se)(se)后(hou)Ecorr和Et明(ming)顯提高，而(er)Ip又降低近兩個(ge)數量級，說明(ming)著(zhu)色(se)(se)處理(li)提高不銹(xiu)鋼的(de)(de)穩(wen)定(ding)性。同時，著(zhu)色(se)(se)電壓(ya)對著(zhu)色(se)(se)膜(mo)的(de)(de)穩(wen)定(ding)性能有一定(ding)的(de)(de)影響(xiang)，電壓(ya)7.0V時Ip最(zui)小，而(er)當著(zhu)色(se)(se)電壓(ya)降低或升高時，Ip都(dou)有一定(ding)的(de)(de)升高，著(zhu)色(se)(se)電壓(ya)為7.0V時，制(zhi)備的(de)(de)著(zhu)色(se)(se)膜(mo)穩(wen)定(ding)性和耐蝕性能最(zui)好。
②著(zhu)色(se)時間的影響
a. 著色(se)電壓為(wei)4.0V,不(bu)同著色(se)時間的影響如(ru)下(xia)：
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(se)電壓為(wei)4.0V、時間為(wei)4min時，著色(se)膜(mo)Ecorr、Et 明顯(xian)升高，而Ip降低近2個數量級，著色(se)膜(mo)穩定(ding)性(xing)大幅度提高。
著色電(dian)壓為4.0V、時(shi)間(jian)為7min時(shi)，著色膜穩定(ding)性進一步提高。
著色電(dian)壓為(wei)4.0V、時間超(chao)過10min時，穩(wen)定性反而有降低的(de)趨勢。
b. 著色電壓(ya)為8.0V時，不同(tong)著色時間的影響如下:
時(shi)間為2min時(shi)，著色可形成完整的著色膜。
時間為4min時，著(zhu)色膜穩定性(xing)進一(yi)步提高。
繼續延長著(zhu)色(se)時間，膜(mo)層穩(wen)定(ding)性降(jiang)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。
