香蕉視頻app下載蘋果版:不銹鋼電化學著彩色堿性溶液(ye)成分和工(gong)藝(yi)條件見表9-3.
一、配(pei)方1 (見表9-3)的說明
本配方(fang)由(you)上(shang)海(hai)手術器械廠傅綺君(jun)提出。
1. 色澤的(de)呈(cheng)現(xian)過程
在配方1的介質中，用(yong)電化學方法，在不(bu)銹鋼(gang)表(biao)面(mian)(mian)形(xing)成(cheng)一(yi)層致密(mi)而具有(you)一(yi)定厚度的薄膜，隨(sui)著加工工藝的不(bu)同(tong)，光對薄膜的干(gan)涉，在表(biao)面(mian)(mian)形(xing)成(cheng)各種單(dan)色彩色膜。
鉻系不銹鋼：淺灰色(se)－黑亮(liang)色(se)－藏青色(se)－金(jin)棕色(se)。
鉻(ge)-鎳系不銹鋼：青鋼色(se)－藍色(se)－紫(zi)色(se)－金黃(huang)色(se)－紅色(se)－綠(lv)色(se)－金棕色(se)。
2. 彩(cai)色(se)膜的組成和厚度
①. 彩色膜(mo)的組(zu)成。用AES進行(xing)表面分析，表層由氧、鎳、鐵、碳等(deng)組(zu)成。
②. 彩色(se)膜(mo)的厚度。根(gen)據Ar的濺射(she)速率，計(ji)算出(chu)彩色(se)膜(mo)的厚度為200.0~930.0nm.
3. 彩色(se)膜(mo)的外觀
經過著色的(de)不銹鋼，不但具有金屬的(de)強(qiang)度和耐蝕的(de)光(guang)亮表面，而(er)且披上了各種各樣鮮艷(yan)的(de)彩(cai)色外(wai)衣(yi)。彩(cai)色不銹鋼在裝(zhuang)飾方面有著與(yu)其(qi)他材料無與(yu)倫比的(de)優(you)點。
二、配(pei)方2 (見(jian)表9-3)的說(shuo)明
本配方由沈陽(yang)第一工業學校安成強、韓玉(yu)梅(mei)、車永泉等人(ren)提出。
1. 赫爾槽在陽極氧(yang)化中的應用
在250mL赫槽中，304不銹鋼(gang)片放在斜邊作陽(yang)極，直流穩壓電源的(de)電流強度(du)為1A,觀察試樣的(de)著色膜為：
試(shi)片上(shang)陽(yang)極(ji)電(dian)流(liu)密(mi)度的(de)分布由近陰(yin)極(ji)端至遠(yuan)陰(yin)極(ji)端依(yi)次減(jian)少。電(dian)流(liu)密(mi)度不(bu)同，膜的(de)生成速率亦不(bu)同。近陰(yin)極(ji)端電(dian)流(liu)密(mi)度大(da)，著色膜厚，呈(cheng)(cheng)茶褐色；遠(yuan)陰(yin)極(ji)端電(dian)流(liu)密(mi)度小(xiao)，著色膜薄(bo)，呈(cheng)(cheng)金黃色，從而在氫氧化鈉堿性溶液中可(ke)著出不(bu)同的(de)顏色。
2. 著色工藝條件
通(tong)過小槽(cao)實驗，初步確定不銹鋼著各種顏色的工藝條(tiao)件，見表9-4。
3. 影響電解著色的(de)因素
①. 氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈉(na)（NaOH).主要(yao)起導電和(he)溶解(jie)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)的(de)作(zuo)用(yong)。膜(mo)(mo)的(de)厚度主要(yao)取決(jue)于膜(mo)(mo)的(de)溶解(jie)和(he)生(sheng)長速率的(de)比(bi)。氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈉(na)濃度高(gao)，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)溶解(jie)快，膜(mo)(mo)的(de)孔隙率大，硬度與強度低；氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈉(na)濃度低，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)溶解(jie)慢，膜(mo)(mo)的(de)硬度高(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(wen)度(du)。提高溫(wen)度(du)，反應速率加快(kuai)，同時出色(se)(se)速率也快(kuai)，色(se)(se)膜較厚。但(dan)溫(wen)度(du)過高，色(se)(se)膜變得粗糙(cao)，光澤欠佳(jia)。降低溫(wen)度(du)，上色(se)(se)速率慢(man)，但(dan)光潔度(du)較好。溫(wen)度(du)低于40℃時著不上色(se)(se)。一般控制在(zai)50~70℃.
④. 電流(liu)密(mi)度(du)。提高(gao)(gao)電流(liu)密(mi)度(du)，可使(shi)氧化膜(mo)生長加快(kuai)，色膜(mo)增厚，若電流(liu)過高(gao)(gao)，氧化膜(mo)則變(bian)得粗糙，一般控(kong)制在0.5~6A/d㎡.
⑤. 時間(jian)(jian)。在(zai)同樣條(tiao)件(jian)下，膜的顏色隨(sui)時間(jian)(jian)的不同而異。顏色隨(sui)著時間(jian)(jian)的延長(chang)，其變化為金黃色→紫紅(hong)→綠(lv)色→茶褐(he)色。
⑥. 攪(jiao)拌(ban)。攪(jiao)拌(ban)可以縮短著色時間，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(qing)氧化(hua)鈉(na)30~50g/L,碳酸鈉(na)20~40g/L,磷酸三(san)鈉(na)10~20g/L,溫度50℃,時(shi)間依除油(you)效果而定。
②. 除(chu)銹。硫酸(suan)10%,鹽(yan)酸(suan)10%(體積(ji)分(fen)數），溫度室(shi)溫，時(shi)間5~10min.
③. 電化學(xue)拋(pao)光。磷酸(suan)600mL/L,硫(liu)酸(suan)300mL/L,甘油30mL/L,蒸餾水70mL/L,電流密度20~30A/d㎡,溫度50~70℃,時間4~5min,陰極為鉛板(ban)。
④. 弱浸蝕(shi)。硫酸3%~5%,溫度室溫，時間0.5~1min.
拋光效果(guo)越(yue)好(hao)，著色膜越(yue)均勻、細(xi)致、光亮。拋光效果(guo)不(bu)好(hao)，著色質量(liang)差(cha)，甚至著不(bu)上(shang)色。
5. 后(hou)處理
電化(hua)學著色→熱水洗(xi)→冷水洗(xi)→封閉→水洗(xi)→烘(hong)干。
注：封閉處理：重鉻酸(suan)鉀15g/L,氫氧化鈉38g/L,pH7~7.5,溫度60~80℃,時(shi)間(jian)2~3min。
6. 著色膜(mo)性(xing)能檢(jian)驗
①. 耐磨實驗
在試樣(yang)上(shang)放(fang)一(yi)繪(hui)圖橡皮(pi)，上(shang)面放(fang)500g砝碼，使橡皮(pi)沿試樣(yang)表(biao)(biao)面做水平運動(dong)，記錄膜(mo)消失(shi)時的(de)運動(dong)次數。結(jie)果見表(biao)(biao)9-5,從(cong)實驗結(jie)果看出，耐磨性隨膜(mo)厚度的(de)增加而提高(gao)。
②. 耐(nai)酸性
用滴(di)管取0.5mol/L的(de)硫酸滴(di)在著色(se)膜(mo)上，觀察(cha)表(biao)(biao)面變藍的(de)時間，結果見表(biao)(biao)9-5,由表(biao)(biao)可見，金黃(huang)色(se)和(he)紫紅色(se)膜(mo)的(de)抗蝕性(xing)欠佳，需要適(shi)宜的(de)硬(ying)化處理，以(yi)提(ti)高(gao)耐蝕性(xing)和(he)耐磨性(xing)。耐酸性(xing)隨著膜(mo)厚度的(de)增加而提(ti)高(gao)。
7. 槽液穩定性(xing)
當(dang)成(cheng)膜速率明顯(xian)減慢時，可濾(lv)去(qu)沉(chen)渣，添(tian)加(jia)氫氧化鈉50g/L和適量的水，即可重復使用。槽液較穩定，調整簡單，維護(hu)方(fang)便，成(cheng)本低(di)。
三、配(pei)方3 (見表(biao)9-3)的說明
本配方由天津(jin)大學材料學院魏軍勝、唐子龍和宋詩哲于2007年10月(yue)提出。
為了(le)改善不銹鋼(gang)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)過(guo)程中高(gao)溫(wen)和重金屬離子的(de)(de)環(huan)保和耗能(neng)問(wen)題，室(shi)溫(wen)下，在無Cr的(de)(de)NaOH溶液中，304不銹鋼(gang)交流(liu)調制(zhi)電(dian)位法著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)處理工(gong)(gong)(gong)藝，具(ju)有經濟環(huan)保的(de)(de)特點，獲(huo)得穩(wen)定(ding)的(de)(de)金黃色(se)、黃紫色(se)、紫色(se)、藍紫色(se)和藍色(se)膜(mo)。著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)具(ju)有良好的(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)、耐(nai)磨性(xing)、機(ji)械(xie)加工(gong)(gong)(gong)性(xing)和抗污(wu)性(xing)。著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)電(dian)壓幅(fu)值為7.0~8.0V,著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)時(shi)間(jian)為4~7min,著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)穩(wen)定(ding)性(xing)和耐(nai)蝕性(xing)能(neng)最好。本工(gong)(gong)(gong)藝簡(jian)單易行，節水節能(neng)，是不含污(wu)染離子的(de)(de)不銹鋼(gang)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)“綠色(se)”工(gong)(gong)(gong)藝。
1. 著(zhu)色結果
表9-6列出304不銹鋼交流(liu)調整電位注的著色(se)結果
由(you)表9-6可見，著(zhu)(zhu)色(se)(se)電壓和時間(jian)共同影(ying)響(xiang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)膜的(de)顏(yan)色(se)(se)，隨著(zhu)(zhu)著(zhu)(zhu)色(se)(se)電壓幅值和時間(jian)的(de)變化(hua)，顏(yan)色(se)(se)依(yi)次為金(jin)黃色(se)(se)、黃紫色(se)(se)、紫色(se)(se)、藍紫色(se)(se)、藍色(se)(se)，共出現(xian)5種穩定的(de)特征(zheng)顏(yan)色(se)(se)。
2. 電化學著色過程
①. 試樣準備
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(xue)著色條件及方(fang)法
著(zhu)(zhu)色(se)液(ye)為0.5mol/L NaOH,采用調制(zhi)電壓的(de)交流(liu)信號著(zhu)(zhu)色(se)，輻值為4.0~10.0V,周期T為0.02s,具體著(zhu)(zhu)色(se)參數為：溫度為室溫，著(zhu)(zhu)色(se)時間為2~10min,著(zhu)(zhu)色(se)完(wan)畢高溫水進行封(feng)閉處理。
3. 著色膜耐蝕性能檢測
①. 腐蝕介質為0.5mol/L H2SO4。
②. 采用(yong)動電(dian)位(wei)陽極極化(hua)曲線和線性極化(hua)阻力(li)技術研究(jiu)著色(se)膜(mo)。陽極極化(hua)曲線測試按照美(mei)國材料試驗學會ASTM G59-97(2003),比較測試體系的維鈍電(dian)流密度Ip、過(guo)鈍化(hua)電(dian)位(wei)E1等電(dian)化(hua)學參數，研究(jiu)著色(se)膜(mo)的鈍化(hua)穩定性。
4. 著色(se)工藝對著色(se)膜表(biao)面形貌的影響
①. 電壓8.0V下，著(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)(mo)(mo)表(biao)面(mian)形(xing)(xing)貌隨時間的(de)變化(hua)。2min時表(biao)面(mian)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)連(lian)(lian)續但不均勻(yun)的(de)膜(mo)(mo)(mo)層，繼續氧(yang)化(hua)，已形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)膜(mo)(mo)(mo)層逐漸(jian)變均勻(yun)，同時又有新膜(mo)(mo)(mo)生成(cheng)(cheng)；新膜(mo)(mo)(mo)層也隨氧(yang)化(hua)時間的(de)延(yan)長逐漸(jian)均勻(yun)連(lian)(lian)續；10min時形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)比較(jiao)厚且連(lian)(lian)續均勻(yun)的(de)著(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)(mo)(mo)；進一(yi)步延(yan)長著(zhu)(zhu)色(se)時間，由于膜(mo)(mo)(mo)層局部溶(rong)解速(su)(su)率(lv)大于其生成(cheng)(cheng)速(su)(su)率(lv)，使(shi)得膜(mo)(mo)(mo)厚反而減(jian)小，且不均勻(yun)；7~10min為制(zhi)備的(de)著(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)(mo)(mo)在不同腐蝕介質(zhi)中的(de)耐(nai)蝕性有一(yi)定(ding)的(de)選擇性。
②. 著色(se)處(chu)理過程中的(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)變(bian)化。開(kai)始電(dian)(dian)壓(ya)(ya)升高，電(dian)(dian)流(liu)降低；延(yan)長(chang)(chang)著色(se)時間(jian)，電(dian)(dian)壓(ya)(ya)和電(dian)(dian)流(liu)都趨于穩定(ding)；一定(ding)時間(jian)后(hou)(hou)，電(dian)(dian)壓(ya)(ya)開(kai)始降低，電(dian)(dian)流(liu)升高。這是因為(wei)剛開(kai)始著色(se)時，形成的(de)(de)著色(se)膜(mo)使(shi)得體(ti)系的(de)(de)反(fan)應電(dian)(dian)阻(zu)增高；當著色(se)時間(jian)較長(chang)(chang)時，著色(se)膜(mo)比較完整且不再增厚，因此，反(fan)應電(dian)(dian)阻(zu)也趨于穩定(ding)；延(yan)長(chang)(chang)著色(se)時間(jian)，在(zai)電(dian)(dian)場的(de)(de)作用下，晶界變(bian)粗大，表面膜(mo)溶(rong)解(jie)速率加快，致使(shi)表面膜(mo)厚度減小，可能局部區(qu)域著色(se)膜(mo)完全溶(rong)解(jie)，因而(er)體(ti)系的(de)(de)反(fan)應電(dian)(dian)阻(zu)反(fan)而(er)降低，所以著色(se)處(chu)理一定(ding)時間(jian)后(hou)(hou)，出(chu)現(xian)(xian)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)降低、電(dian)(dian)流(liu)升高的(de)(de)現(xian)(xian)象。
③. 當著色(se)電(dian)壓(ya)低于(yu)8.0V時(shi)，若(ruo)色(se)時(shi)間為(wei)7min時(shi)，不銹鋼表面即(ji)可形成完整的著色(se)膜；當電(dian)壓(ya)高于(yu)8.0V時(shi)，若(ruo)色(se)時(shi)間為(wei)4min時(shi)，就已(yi)經形成了完整的著色(se)膜。
5. 著色膜機(ji)械和抗污(wu)性能
不銹鋼電解著色膜性館檢測結(jie)果見表9-7.
由表9-7可見，著色膜具有良好(hao)的(de)耐磨性(xing)(xing)、抗彎曲(qu)性(xing)(xing)能(neng)和抗污性(xing)(xing)能(neng)，能(neng)滿足應用要求。
6. 著色工藝(yi)對(dui)著色膜穩(wen)定性的影(ying)響(xiang)
①. 著色電(dian)壓(ya)的(de)影(ying)響
著(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)在(zai)堿性介(jie)(jie)質(zhi)中制備，為(wei)(wei)評價著(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)的(de)鈍化(hua)穩定性，選用0.5mol/L H2SO4作為(wei)(wei)測試介(jie)(jie)質(zhi)，著(zhu)(zhu)色(se)時間為(wei)(wei)10min,OV表示未著(zhu)(zhu)色(se)不銹鋼，測試體系的(de)電(dian)化(hua)學參數(shu)腐蝕電(dian)位Ecor、維(wei)鈍電(dian)流密度(du)Ip和過鈍化(hua)電(dian)位Et 等數(shu)值(zhi)列于表9-8中。
由表9-8可見，不銹鋼著色(se)后Ecorr和Et明顯(xian)提(ti)高(gao)，而(er)Ip又降(jiang)低(di)近兩個(ge)數(shu)量級(ji)，說明著色(se)處理(li)提(ti)高(gao)不銹鋼的(de)穩(wen)定(ding)性。同時，著色(se)電(dian)(dian)壓對著色(se)膜的(de)穩(wen)定(ding)性能(neng)有一定(ding)的(de)影響，電(dian)(dian)壓7.0V時Ip最(zui)小(xiao)，而(er)當著色(se)電(dian)(dian)壓降(jiang)低(di)或升高(gao)時，Ip都有一定(ding)的(de)升高(gao)，著色(se)電(dian)(dian)壓為(wei)7.0V時，制備的(de)著色(se)膜穩(wen)定(ding)性和耐蝕(shi)性能(neng)最(zui)好。
②著(zhu)色時間的(de)影響
a. 著(zhu)色電壓為4.0V,不(bu)同著(zhu)色時間的影響如(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)色電壓為(wei)4.0V、時間為(wei)4min時，著(zhu)(zhu)色膜Ecorr、Et 明(ming)顯(xian)升高，而Ip降低近(jin)2個數量級，著(zhu)(zhu)色膜穩定性大幅度提高。
著(zhu)色電壓為4.0V、時間為7min時，著(zhu)色膜穩定性(xing)進一步(bu)提高。
著色電壓為4.0V、時間(jian)超過10min時，穩(wen)定性反而有降低的趨勢。
b. 著色電壓為8.0V時(shi)，不同著色時(shi)間的影響(xiang)如下:
時間為2min時，著(zhu)色(se)可形成(cheng)完整的著(zhu)色(se)膜。
時(shi)間為4min時(shi)，著色(se)膜穩定性(xing)進一步提高。
繼(ji)續延(yan)長(chang)著色時間，膜層(ceng)穩定性降低(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。
