香蕉視頻app下載蘋果版:不銹鋼電化學著彩色堿(jian)性溶(rong)液成(cheng)分和工藝條件見表9-3.
一、配(pei)方1 (見(jian)表9-3)的(de)說明
本(ben)配方由上(shang)海手術器(qi)械(xie)廠傅綺君提出。
1. 色澤的(de)呈現過(guo)程
在配(pei)方1的(de)介質中，用電化學方法，在不銹鋼表面形成(cheng)一層致密而具有一定厚度的(de)薄膜，隨著加工工藝的(de)不同，光(guang)對薄膜的(de)干涉，在表面形成(cheng)各種單色彩(cai)色膜。
鉻系(xi)不銹鋼：淺灰(hui)色－黑(hei)亮(liang)色－藏青色－金棕色。
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. 彩色膜的組成和厚度(du)
①. 彩色(se)膜的組(zu)成。用AES進行表面分析(xi)，表層由氧、鎳、鐵、碳等(deng)組(zu)成。
②. 彩(cai)色膜(mo)的厚(hou)(hou)度(du)(du)。根據Ar的濺射速率，計算出彩(cai)色膜(mo)的厚(hou)(hou)度(du)(du)為200.0~930.0nm.
3. 彩(cai)色膜(mo)的外觀
經過著色(se)的不銹(xiu)鋼，不但具有(you)金屬(shu)的強度(du)和耐(nai)蝕的光亮表面(mian)，而且披上了各種各樣鮮艷的彩色(se)外衣。彩色(se)不銹(xiu)鋼在裝(zhuang)飾(shi)方面(mian)有(you)著與其他材料無與倫比的優點。
二、配(pei)方(fang)2 (見(jian)表9-3)的說(shuo)明
本(ben)配方由沈陽(yang)第(di)一工業學校安成強、韓(han)玉(yu)梅、車永泉(quan)等人提出。
1. 赫爾槽在陽極(ji)氧化中的應(ying)用
在250mL赫槽中，304不銹鋼片放(fang)在斜邊作(zuo)陽(yang)極，直(zhi)流穩壓電源的電流強度為1A,觀察試(shi)樣的著色膜為：
試片上(shang)陽(yang)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)流密(mi)度的(de)分布由近陰極(ji)(ji)端(duan)至遠陰極(ji)(ji)端(duan)依次減少(shao)。電(dian)(dian)(dian)流密(mi)度不同，膜(mo)的(de)生(sheng)成速率亦不同。近陰極(ji)(ji)端(duan)電(dian)(dian)(dian)流密(mi)度大，著色膜(mo)厚，呈(cheng)茶褐色；遠陰極(ji)(ji)端(duan)電(dian)(dian)(dian)流密(mi)度小，著色膜(mo)薄，呈(cheng)金黃色，從而在氫氧化鈉堿(jian)性溶液中可著出(chu)不同的(de)顏色。
2. 著色工藝條(tiao)件
通過小槽實驗(yan)，初步確定不銹(xiu)鋼著(zhu)各(ge)種顏色的(de)工藝(yi)條件，見表9-4。
3. 影響(xiang)電解著(zhu)色的因素
①. 氫(qing)氧(yang)化鈉(na)（NaOH).主要起導電和溶(rong)解氧(yang)化膜(mo)(mo)的(de)作用(yong)。膜(mo)(mo)的(de)厚度(du)主要取決(jue)于膜(mo)(mo)的(de)溶(rong)解和生長速(su)率的(de)比。氫(qing)氧(yang)化鈉(na)濃(nong)(nong)度(du)高(gao)，氧(yang)化膜(mo)(mo)溶(rong)解快，膜(mo)(mo)的(de)孔隙率大，硬度(du)與強度(du)低；氫(qing)氧(yang)化鈉(na)濃(nong)(nong)度(du)低，氧(yang)化膜(mo)(mo)溶(rong)解慢，膜(mo)(mo)的(de)硬度(du)高(gao)，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。提高(gao)溫度，反應速率(lv)加快，同時(shi)出(chu)色(se)(se)速率(lv)也(ye)快，色(se)(se)膜(mo)較厚。但溫度過高(gao)，色(se)(se)膜(mo)變得(de)粗糙，光(guang)澤欠佳(jia)。降低(di)溫度，上(shang)色(se)(se)速率(lv)慢，但光(guang)潔度較好。溫度低(di)于(yu)40℃時(shi)著不上(shang)色(se)(se)。一般控制在50~70℃.
④. 電流密度。提高(gao)電流密度，可使氧化(hua)膜(mo)生長加快，色膜(mo)增(zeng)厚(hou)，若電流過高(gao)，氧化(hua)膜(mo)則變得(de)粗糙，一般控制在(zai)0.5~6A/d㎡.
⑤. 時(shi)間。在同(tong)樣條(tiao)件下，膜的顏(yan)色(se)隨時(shi)間的不同(tong)而異。顏(yan)色(se)隨著(zhu)時(shi)間的延長，其變化為金黃色(se)→紫紅→綠色(se)→茶褐色(se)。
⑥. 攪拌。攪拌可以縮短(duan)著色時間，加(jia)快成膜(mo)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(zhu)：①. 除油。氫(qing)氧化鈉(na)30~50g/L,碳酸鈉(na)20~40g/L,磷酸三鈉(na)10~20g/L,溫度50℃,時間依除油效果而定。
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。磷酸600mL/L,硫酸300mL/L,甘油30mL/L,蒸餾水(shui)70mL/L,電流密度20~30A/d㎡,溫度50~70℃,時間4~5min,陰極為鉛板。
④. 弱(ruo)浸蝕。硫酸(suan)3%~5%,溫度室溫，時間0.5~1min.
拋(pao)光(guang)效(xiao)果(guo)(guo)越好，著色(se)膜(mo)越均勻(yun)、細致、光(guang)亮。拋(pao)光(guang)效(xiao)果(guo)(guo)不(bu)好，著色(se)質量差，甚(shen)至(zhi)著不(bu)上色(se)。
5. 后(hou)處理
電化學(xue)著色→熱水洗→冷水洗→封閉(bi)→水洗→烘(hong)干。
注：封閉處理：重(zhong)鉻酸鉀(jia)15g/L,氫氧化鈉38g/L,pH7~7.5,溫(wen)度60~80℃,時間2~3min。
6. 著(zhu)色膜(mo)性能檢驗
①. 耐磨(mo)實驗
在(zai)試(shi)樣上(shang)放一繪圖橡(xiang)皮，上(shang)面放500g砝碼，使(shi)橡(xiang)皮沿(yan)試(shi)樣表面做水平(ping)運動(dong)，記錄膜消失時的運動(dong)次數。結果見表9-5,從實驗結果看出，耐磨(mo)性隨膜厚度的增加而提高(gao)。
②. 耐酸性
用滴管取0.5mol/L的(de)(de)硫(liu)酸(suan)滴在(zai)著(zhu)色膜(mo)上，觀(guan)察表面變(bian)藍(lan)的(de)(de)時間，結果見(jian)表9-5,由表可見(jian)，金黃色和(he)紫(zi)紅(hong)色膜(mo)的(de)(de)抗蝕性(xing)欠佳，需要適宜的(de)(de)硬化處理，以提(ti)高(gao)耐(nai)蝕性(xing)和(he)耐(nai)磨性(xing)。耐(nai)酸(suan)性(xing)隨著(zhu)膜(mo)厚度的(de)(de)增加而提(ti)高(gao)。
7. 槽液穩定(ding)性
當成膜(mo)速率明顯(xian)減(jian)慢時，可濾去沉渣，添加氫氧化鈉(na)50g/L和適量的(de)水，即可重(zhong)復使用。槽液較穩定，調整簡單，維(wei)護方便，成本低。
三、配方(fang)3 (見表(biao)9-3)的說明
本配方由(you)天(tian)津大學材料學院魏(wei)軍勝、唐子龍和宋(song)詩哲于2007年10月提出。
為(wei)了改善不(bu)銹(xiu)鋼著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)過程中高(gao)溫和重金(jin)屬離子的環保和耗能問題，室溫下(xia)，在無Cr的NaOH溶液中，304不(bu)銹(xiu)鋼交流調制電位法著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)處理工(gong)藝，具(ju)有經濟環保的特點，獲得(de)穩定的金(jin)黃色(se)(se)(se)、黃紫色(se)(se)(se)、紫色(se)(se)(se)、藍紫色(se)(se)(se)和藍色(se)(se)(se)膜(mo)。著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)膜(mo)具(ju)有良好的耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)(xing)、機械加工(gong)性(xing)(xing)(xing)和抗污性(xing)(xing)(xing)。著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)電壓幅值為(wei)7.0~8.0V,著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)時間為(wei)4~7min,著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)膜(mo)穩定性(xing)(xing)(xing)和耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)能最好。本(ben)工(gong)藝簡單易行，節水節能，是不(bu)含污染(ran)離子的不(bu)銹(xiu)鋼著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)“綠色(se)(se)(se)”工(gong)藝。
1. 著(zhu)色結果(guo)
表9-6列出304不銹鋼交流調整電位注(zhu)的著色結(jie)果
由(you)表9-6可(ke)見，著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)電壓(ya)和時間(jian)共同(tong)影響著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)膜的顏色(se)(se)，隨著(zhu)(zhu)(zhu)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)電壓(ya)幅值和時間(jian)的變化，顏色(se)(se)依次為(wei)金黃(huang)色(se)(se)、黃(huang)紫色(se)(se)、紫色(se)(se)、藍紫色(se)(se)、藍色(se)(se)，共出現5種穩(wen)定的特征顏色(se)(se)。
2. 電化學著色(se)過(guo)程
①. 試樣(yang)準備
304不銹鋼試樣面積約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(jian)及方法
著色(se)液為(wei)(wei)(wei)0.5mol/L NaOH,采(cai)用調制電壓的(de)交流信(xin)號著色(se)，輻(fu)值為(wei)(wei)(wei)4.0~10.0V,周期T為(wei)(wei)(wei)0.02s,具體(ti)著色(se)參數為(wei)(wei)(wei)：溫(wen)(wen)度為(wei)(wei)(wei)室(shi)溫(wen)(wen)，著色(se)時間為(wei)(wei)(wei)2~10min,著色(se)完畢高溫(wen)(wen)水進行封閉(bi)處理。
3. 著色膜耐蝕(shi)性能檢測
①. 腐蝕介質為0.5mol/L H2SO4。
②. 采(cai)用(yong)動電位陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化曲(qu)線(xian)和線(xian)性(xing)極(ji)(ji)化阻(zu)力(li)技(ji)術研究著色膜。陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化曲(qu)線(xian)測試按照美國材料試驗學會ASTM G59-97(2003),比(bi)較測試體系(xi)的維(wei)鈍電流密度Ip、過鈍化電位E1等電化學參數，研究著色膜的鈍化穩(wen)定(ding)性(xing)。
4. 著色(se)工藝對著色(se)膜表面形貌(mao)的影響(xiang)
①. 電壓8.0V下，著色(se)膜(mo)(mo)(mo)表面形(xing)貌(mao)隨時(shi)間(jian)的(de)變化。2min時(shi)表面形(xing)成(cheng)(cheng)連(lian)續(xu)但不均勻的(de)膜(mo)(mo)(mo)層，繼續(xu)氧化，已形(xing)成(cheng)(cheng)膜(mo)(mo)(mo)層逐漸變均勻，同(tong)時(shi)又有(you)新膜(mo)(mo)(mo)生成(cheng)(cheng)；新膜(mo)(mo)(mo)層也隨氧化時(shi)間(jian)的(de)延長逐漸均勻連(lian)續(xu)；10min時(shi)形(xing)成(cheng)(cheng)比較厚且(qie)連(lian)續(xu)均勻的(de)著色(se)膜(mo)(mo)(mo)；進一(yi)步(bu)延長著色(se)時(shi)間(jian)，由于膜(mo)(mo)(mo)層局部溶解速(su)率(lv)大于其生成(cheng)(cheng)速(su)率(lv)，使(shi)得膜(mo)(mo)(mo)厚反而(er)減小，且(qie)不均勻；7~10min為(wei)制備(bei)的(de)著色(se)膜(mo)(mo)(mo)在不同(tong)腐蝕(shi)介(jie)質中的(de)耐蝕(shi)性(xing)有(you)一(yi)定的(de)選擇性(xing)。
②. 著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)處理過程中(zhong)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)變化(hua)。開(kai)始電(dian)(dian)壓(ya)升(sheng)高(gao)，電(dian)(dian)流降(jiang)(jiang)低；延長著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)時(shi)間，電(dian)(dian)壓(ya)和(he)電(dian)(dian)流都趨于穩定；一定時(shi)間后(hou)，電(dian)(dian)壓(ya)開(kai)始降(jiang)(jiang)低，電(dian)(dian)流升(sheng)高(gao)。這(zhe)是因為剛(gang)開(kai)始著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)時(shi)，形成的(de)(de)(de)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)膜使得體(ti)系的(de)(de)(de)反(fan)應(ying)電(dian)(dian)阻(zu)增高(gao)；當著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)時(shi)間較長時(shi)，著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)膜比較完整且不(bu)再增厚，因此，反(fan)應(ying)電(dian)(dian)阻(zu)也趨于穩定；延長著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)時(shi)間，在電(dian)(dian)場的(de)(de)(de)作用(yong)下，晶界變粗(cu)大，表(biao)面膜溶解速率加快，致使表(biao)面膜厚度減小，可(ke)能局部區域著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)膜完全溶解，因而體(ti)系的(de)(de)(de)反(fan)應(ying)電(dian)(dian)阻(zu)反(fan)而降(jiang)(jiang)低，所以著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)處理一定時(shi)間后(hou)，出現(xian)電(dian)(dian)壓(ya)降(jiang)(jiang)低、電(dian)(dian)流升(sheng)高(gao)的(de)(de)(de)現(xian)象。
③. 當(dang)著色(se)電壓低于(yu)(yu)8.0V時(shi)(shi)(shi)，若色(se)時(shi)(shi)(shi)間為(wei)7min時(shi)(shi)(shi)，不(bu)銹鋼(gang)表(biao)面即可形(xing)成(cheng)完整的著色(se)膜；當(dang)電壓高于(yu)(yu)8.0V時(shi)(shi)(shi)，若色(se)時(shi)(shi)(shi)間為(wei)4min時(shi)(shi)(shi)，就已經形(xing)成(cheng)了完整的著色(se)膜。
5. 著色膜機械和抗污性能(neng)
不銹鋼電解著色膜性館檢測結果見(jian)表(biao)9-7.
由表9-7可見(jian)，著(zhu)色(se)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(yi)對(dui)著色膜(mo)穩定性的影響(xiang)
①. 著色電壓(ya)的影(ying)響
著色膜在堿性介質中(zhong)制備(bei)，為(wei)評價著色膜的鈍化穩定性，選用0.5mol/L H2SO4作為(wei)測試介質，著色時(shi)間(jian)為(wei)10min,OV表示(shi)未著色不銹鋼，測試體系(xi)的電(dian)化學參數(shu)腐蝕(shi)電(dian)位(wei)Ecor、維鈍電(dian)流密度Ip和(he)過鈍化電(dian)位(wei)Et 等(deng)數(shu)值(zhi)列(lie)于表9-8中(zhong)。
由(you)表9-8可(ke)見，不(bu)銹鋼著(zhu)色(se)(se)后Ecorr和Et明(ming)(ming)顯(xian)提(ti)高(gao)，而Ip又降低近兩個數(shu)量級，說明(ming)(ming)著(zhu)色(se)(se)處理提(ti)高(gao)不(bu)銹鋼的(de)穩定(ding)性。同時，著(zhu)色(se)(se)電壓(ya)對著(zhu)色(se)(se)膜的(de)穩定(ding)性能有(you)一定(ding)的(de)影響，電壓(ya)7.0V時Ip最(zui)(zui)小(xiao)，而當著(zhu)色(se)(se)電壓(ya)降低或(huo)升高(gao)時，Ip都有(you)一定(ding)的(de)升高(gao)，著(zhu)色(se)(se)電壓(ya)為(wei)7.0V時，制備的(de)著(zhu)色(se)(se)膜穩定(ding)性和耐蝕性能最(zui)(zui)好。
②著色時間的影響(xiang)
a. 著色(se)電壓為4.0V,不同(tong)著色(se)時間的影響如(ru)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)(zhu)色(se)電壓為4.0V、時間(jian)為4min時，著(zhu)(zhu)色(se)膜Ecorr、Et 明顯升(sheng)高，而Ip降低近2個數(shu)量級，著(zhu)(zhu)色(se)膜穩定(ding)性(xing)大幅度提(ti)高。
著色(se)電壓為4.0V、時間(jian)為7min時，著色(se)膜穩定性進(jin)一步提(ti)高。
著(zhu)色電壓(ya)為4.0V、時(shi)間超過(guo)10min時(shi)，穩定性反(fan)而有(you)降低的趨勢。
b. 著(zhu)色(se)電壓為8.0V時，不同著(zhu)色(se)時間的影(ying)響如下:
時間為2min時，著色可形成完整的著色膜。
時間為4min時，著色膜(mo)穩定性(xing)進(jin)一步提高(gao)。
繼續延長(chang)著色(se)時(shi)間，膜層穩定性降低。
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。
