不銹鋼電化學著(zhu)彩色酸(suan)性溶液成分和(he)工藝(yi)條件見表9-9。配方(fang)1 (見表9-9)的說明 。本配方(fang)由南京大學應用化學研究所方(fang)景禮(li)、劉琴、韓克(ke)平、陳(chen)耀輝(hui)提出。
1. 陰極(ji)電沉積法
從鉬(mu)酸(suan)鹽溶液中電解獲得藍色不(bu)銹(xiu)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(mo)層的熱穩定性(xing)
將藍色(se)膜層置于(yu)烘箱中(zhong)60℃老(lao)化(hua)30分鐘，膜層顏色(se)不(bu)變(bian)。繼續(xu)延長老(lao)化(hua)時間(jian)，膜層也不(bu)發生變(bian)化(hua)。表明藍色(se)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)適于(yu)在(zai)一(yi)般環境下作(zuo)為裝飾層。
4. 藍色膜層的厚(hou)度分析
用40kV和15μA的(de)(de)Ar+流對不(bu)銹鋼的(de)(de)藍色表(biao)面(mian)膜進行(xing)深度剝(bo)蝕，同(tong)時用AES測定各組成元素(su)的(de)(de)原子(zi)分數隨(sui)時間的(de)(de)變化曲線，即得AES深度剝(bo)蝕圖-圖9-3。
若把圖中元素(su)O與基體Fe的深(shen)度剝(bo)蝕曲線的交點處(chu)所對應的剝(bo)蝕時間與相(xiang)同條(tiao)件下涂(tu)有100nm 標準(zhun)氧化鉭（Ta2O5)的(de)鉭片用Ar+測射至Ta2O5/Ta界面所需的(de)時間作為100nm的(de)厚(hou)度(du)進行比較，按下式即可求(qiu)得(de)不銹鋼藍色膜層的(de)厚(hou)度(du)：
由圖(tu)9-3和(he)標準TB2O5劃蝕圖(tu)求得藍色(se)不銹鋼彩色(se)膜層的厚(hou)度為42.7nm。
5. 藍(lan)色不銹銷表面膜的元素組成
圖9-4為藍色藤層的(de)XPS全掃描圖。由圖大致斷定膜層主要由鉬、氧、磷等元素組成。
又(you)由(you)圖9-3可見，藍色(se)(se)不銹鋼膜(mo)經一段時間(jian)剝蝕(shi)后，表面污染元(yuan)素(su)(su)已消(xiao)除，在(zai)濺射6~20min區間(jian)，膜(mo)層元(yuan)素(su)(su)含量(liang)基(ji)本恒定(ding)，鐵的含量(liang)很低(di)，此(ci)時尚未濺射到基(ji)體，由(you)此(ci)，由(you)深度剝蝕(shi)曲線(xian)組(zu)成恒定(ding)區，可以求得藍色(se)(se)不銹鋼膜(mo)的元(yuan)素(su)(su)百分組(zu)成為(wei)(wei)：氧為(wei)(wei)54.30%,鉬為(wei)(wei)28.40%,磷為(wei)(wei)12.11%,鐵為(wei)(wei)5.20%。
6. 藍色不銹(xiu)鋼膜中組成(cheng)元素(su)的(de)價態
圖9-5為藍色膜層中Mo的XPS高(gao)分辨圖(tu)(tu)。由(you)圖(tu)(tu)9-5可以求(qiu)得(de)濺射(she)前Mo的(de)結合(he)能為232.3eV和(he)235.3eV兩個峰(feng)，分別(bie)對(dui)應(ying)于MoO3 中(zhong)Mo 的(de)3d5/2的(de)232.6eV 和(he) 3d3/2 的(de)235.3eV, 與Na2MoO4中(zhong)的(de)3d3/2的(de)232.1eV 和(he)3d3/2 的(de)253.3eV 也很(hen)接(jie)近(jin)，表(biao)明(ming)在(zai)藍色不銹(xiu)鋼層(ceng)的(de)表(biao)面，Mo是以六價狀態(tai)(tai)（MoO3或MoO2-4)存(cun)在(zai)的(de)。Ar+濺射(she)10min后，Mo(VI)的(de)3d3/2 峰(feng)（235.3eV)消失，3d3/2 峰(feng)（232.3eV) 稍(shao)稍(shao)移動至峰(feng)（232.leV),變化(hua)不大。同時出現了(le)一個新峰(feng)（229.3eV),它與MoO2中(zhong)Mo的(de)3d5/2 的(de)峰(feng)位值(zhi)229.6eV 接(jie)近(jin)，表(biao)明(ming)在(zai)膜(mo)(mo)層(ceng)內(nei)(nei)部同時存(cun)在(zai)Mo(VI)和(he)Mo(N)兩種狀態(tai)(tai)。膜(mo)(mo)內(nei)(nei)四價鉬(mu)估(gu)計是電解液中(zhong)鉬(mu)酸鹽被陰極(ji)還原的(de)結果。
圖(tu)9-6為藍(lan)色不銹鋼中磷的(de)XPS高分辨圖(tu)。由圖(tu)9-6測得P 的(de)2p 的(de)結合能(neng)濺射前后為133.6~133.4eV,它與PO3-4中P的(de)結合能(neng)一致，表明(ming)膜(mo)內外均存(cun)在磷酸鹽(yan)，在成膜(mo)過程中它并未被還(huan)原。膜(mo)中的(de)磷以(yi)磷酸鹽(yan)的(de)形式(shi)存(cun)在。
