不銹(xiu)鋼(gang)電化學著彩色酸性溶液成分和工藝條件見表(biao)9-9。配方(fang)1 (見表9-9)的說明 。本配方由南(nan)京(jing)大學應用化學研(yan)究所(suo)方景禮、劉(liu)琴、韓(han)克平(ping)、陳耀(yao)輝提出。

1. 陰極電沉積法(fa)

  從鉬酸鹽溶液中(zhong)電解獲(huo)得藍色不銹鋼轉化膜。

2. 工藝過程

  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. 膜層的熱穩定性

 將藍(lan)色(se)(se)膜(mo)(mo)層(ceng)置于烘箱中60℃老化30分鐘(zhong)，膜(mo)(mo)層(ceng)顏色(se)(se)不(bu)變(bian)。繼續延長老化時間，膜(mo)(mo)層(ceng)也(ye)不(bu)發生變(bian)化。表(biao)明藍(lan)色(se)(se)不(bu)銹鋼適于在一般環境下作為裝飾層(ceng)。

4. 藍(lan)色膜層的厚(hou)度(du)分析

   用40kV和15μA的(de)Ar+流對不銹(xiu)鋼的(de)藍色(se)表(biao)面膜進(jin)行深(shen)度剝蝕，同時(shi)用AES測(ce)定各組成元素的(de)原子分數隨時(shi)間的(de)變化曲線，即得(de)AES深(shen)度剝蝕圖-圖9-3。

  若(ruo)把圖中元(yuan)素O與(yu)基(ji)體(ti)Fe的深度剝蝕曲線的(de)交點處所對應(ying)的(de)剝蝕時間(jian)與相同(tong)條件(jian)下(xia)涂有100nm 標準氧化鉭(tan)（Ta2O5)的(de)(de)鉭(tan)片用Ar+測射(she)至(zhi)Ta2O5/Ta界面所需的(de)(de)時間(jian)作為100nm的(de)(de)厚度進行(xing)比較，按下(xia)式即(ji)可求(qiu)得不(bu)銹鋼(gang)藍色膜層的(de)(de)厚度：

  由圖9-3和標(biao)準TB2O5劃(hua)蝕圖求得藍(lan)色不銹鋼(gang)彩色膜層的(de)厚(hou)度(du)為42.7nm。

5. 藍(lan)色(se)不銹(xiu)銷(xiao)表面膜(mo)的元(yuan)素組成

  圖(tu)9-4為藍色藤(teng)層(ceng)(ceng)的(de)XPS全掃描圖(tu)。由圖(tu)大致斷定膜(mo)層(ceng)(ceng)主要由鉬、氧、磷等元素(su)組成。

  又由(you)圖9-3可見，藍色不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)膜(mo)經一段時間剝(bo)蝕后，表面污染(ran)元素(su)已消除，在(zai)濺射(she)6~20min區間，膜(mo)層(ceng)元素(su)含量基本恒(heng)定(ding)，鐵(tie)的含量很低(di)，此(ci)時尚(shang)未濺射(she)到基體(ti)，由(you)此(ci)，由(you)深度剝(bo)蝕曲線組成恒(heng)定(ding)區，可以求得藍色不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)膜(mo)的元素(su)百分組成為(wei)：氧為(wei)54.30%,鉬為(wei)28.40%,磷(lin)為(wei)12.11%,鐵(tie)為(wei)5.20%。

6. 藍色(se)不銹(xiu)鋼膜中組成元(yuan)素的價態

 圖(tu)9-5為藍(lan)色膜層中Mo的XPS高分辨(bian)圖(tu)。由圖(tu)9-5可以求(qiu)得濺射前Mo的(de)(de)結(jie)合(he)能為232.3eV和(he)235.3eV兩個峰，分別對應于(yu)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 也很接近，表(biao)明在(zai)(zai)藍色不(bu)(bu)銹鋼(gang)層的(de)(de)表(biao)面，Mo是以六價狀態（MoO3或MoO2-4)存在(zai)(zai)的(de)(de)。Ar+濺射10min后，Mo(VI)的(de)(de)3d3/2 峰（235.3eV)消失，3d3/2 峰（232.3eV) 稍(shao)稍(shao)移動至峰（232.leV),變化不(bu)(bu)大(da)。同時出現(xian)了一個新峰（229.3eV),它與(yu)MoO2中(zhong)Mo的(de)(de)3d5/2 的(de)(de)峰位值229.6eV 接近，表(biao)明在(zai)(zai)膜(mo)層內(nei)部同時存在(zai)(zai)Mo(VI)和(he)Mo(N)兩種狀態。膜(mo)內(nei)四價鉬估計是電(dian)解液中(zhong)鉬酸(suan)鹽被陰極(ji)還(huan)原的(de)(de)結(jie)果。

圖9-6為藍色不銹鋼中(zhong)磷(lin)的(de)(de)XPS高分辨圖。由圖9-6測得P 的(de)(de)2p 的(de)(de)結合能(neng)濺射前后為133.6~133.4eV,它與PO3-4中(zhong)P的(de)(de)結合能(neng)一致，表明膜內外均存(cun)在(zai)磷(lin)酸鹽，在(zai)成(cheng)膜過程中(zhong)它并未被還原。膜中(zhong)的(de)(de)磷(lin)以(yi)磷(lin)酸鹽的(de)(de)形式(shi)存(cun)在(zai)。