不(bu)銹鋼電化學著彩色酸(suan)性(xing)溶液成分和工藝條件見表(biao)9-9。配方1 (見表9-9)的說明 。本配方(fang)由(you)南京大學應用化學研(yan)究所方(fang)景禮、劉(liu)琴(qin)、韓克平、陳耀輝提出。
1. 陰極電沉積(ji)法
從(cong)鉬酸鹽溶液中電解獲(huo)得藍色不銹鋼轉化膜。
2. 工藝過程(cheng)
304不銹鋼經沾有氧化鎂粉的細砂紙打磨，在5%硝酸溶液活化和水洗后，直接浸入鉬酸鈉100g/L溶液中，在pH=6.5、溫度40℃和電流密度0.15A/d㎡的條件下進行陰極處理20s,即可得到藍色的不銹鋼膜層。
3. 膜(mo)層的熱穩(wen)定性
將藍(lan)色膜(mo)層(ceng)置于烘(hong)箱中60℃老化30分鐘，膜(mo)層(ceng)顏(yan)色不變。繼續延長老化時間，膜(mo)層(ceng)也(ye)不發生變化。表明藍(lan)色不銹鋼適于在一般環境(jing)下(xia)作(zuo)為裝(zhuang)飾層(ceng)。
4. 藍色膜層的(de)厚度分析
用(yong)40kV和15μA的Ar+流對不銹鋼(gang)的藍色表面膜進行深度剝蝕(shi)，同時(shi)用(yong)AES測定各組成元素(su)的原子分數隨時(shi)間的變化曲線，即得AES深度剝蝕(shi)圖-圖9-3。
若(ruo)把圖中元素O與基體Fe的深度剝蝕曲線(xian)的交點處所對應(ying)的剝蝕時(shi)間與相同條件下涂(tu)有100nm 標準(zhun)氧(yang)化(hua)鉭（Ta2O5)的鉭片用Ar+測射至Ta2O5/Ta界面(mian)所需的時(shi)間作為(wei)100nm的厚度進(jin)行比較(jiao)，按下式即可求(qiu)得不銹鋼藍色(se)膜(mo)層的厚度：
由圖9-3和標(biao)準TB2O5劃蝕圖求得藍色不銹鋼彩色膜層的厚度為42.7nm。
5. 藍色不銹銷表面膜的元素組成
圖9-4為(wei)藍(lan)色藤(teng)層的XPS全掃(sao)描圖。由圖大致斷定膜層主(zhu)要由鉬、氧、磷等元素組成。
又由圖(tu)9-3可見，藍色(se)不銹鋼膜經一(yi)段(duan)時間(jian)剝(bo)蝕(shi)后，表面污染(ran)元素(su)已消除，在濺射(she)6~20min區間(jian)，膜層元素(su)含量(liang)基(ji)本恒定，鐵(tie)的含量(liang)很低，此時尚未濺射(she)到基(ji)體，由此，由深度剝(bo)蝕(shi)曲線組成(cheng)恒定區，可以求(qiu)得(de)藍色(se)不銹鋼膜的元素(su)百分組成(cheng)為：氧(yang)為54.30%,鉬為28.40%,磷為12.11%,鐵(tie)為5.20%。
6. 藍(lan)色不銹(xiu)鋼膜(mo)中組成元素的價態
圖9-5為藍色膜層中Mo的XPS高分辨圖。由圖9-5可以(yi)求得濺(jian)射(she)前(qian)Mo的(de)(de)結合能為232.3eV和(he)235.3eV兩(liang)個(ge)峰(feng)(feng)，分別(bie)對應于MoO3 中(zhong)Mo 的(de)(de)3d5/2的(de)(de)232.6eV 和(he) 3d3/2 的(de)(de)235.3eV, 與(yu)Na2MoO4中(zhong)的(de)(de)3d3/2的(de)(de)232.1eV 和(he)3d3/2 的(de)(de)253.3eV 也很接(jie)近(jin)，表明(ming)(ming)在藍色不(bu)銹鋼層的(de)(de)表面(mian)，Mo是以(yi)六價狀(zhuang)態(tai)（MoO3或(huo)MoO2-4)存在的(de)(de)。Ar+濺(jian)射(she)10min后，Mo(VI)的(de)(de)3d3/2 峰(feng)(feng)（235.3eV)消失，3d3/2 峰(feng)(feng)（232.3eV) 稍(shao)稍(shao)移動(dong)至峰(feng)(feng)（232.leV),變化不(bu)大。同(tong)時出現(xian)了一(yi)個(ge)新峰(feng)(feng)（229.3eV),它(ta)與(yu)MoO2中(zhong)Mo的(de)(de)3d5/2 的(de)(de)峰(feng)(feng)位值(zhi)229.6eV 接(jie)近(jin)，表明(ming)(ming)在膜層內部同(tong)時存在Mo(VI)和(he)Mo(N)兩(liang)種狀(zhuang)態(tai)。膜內四價鉬估計是電解液中(zhong)鉬酸鹽(yan)被陰極(ji)還(huan)原的(de)(de)結果。
圖(tu)9-6為藍色不銹鋼中(zhong)磷的(de)(de)(de)XPS高分辨圖(tu)。由(you)圖(tu)9-6測得P 的(de)(de)(de)2p 的(de)(de)(de)結(jie)合能(neng)濺射前(qian)后為133.6~133.4eV,它(ta)與PO3-4中(zhong)P的(de)(de)(de)結(jie)合能(neng)一(yi)致(zhi)，表明膜內外均存(cun)在(zai)磷酸鹽，在(zai)成膜過程中(zhong)它(ta)并(bing)未被還(huan)原。膜中(zhong)的(de)(de)(de)磷以磷酸鹽的(de)(de)(de)形(xing)式存(cun)在(zai)。
