不(bu)銹鋼(gang)化學著色配方 23 (表8-9)，本配(pei)方由南(nan)京理(li)工大(da)學(xue)材料科(ke)學(xue)與工程(cheng)系(xi) 曹榮、樊(fan)新民和南(nan)京醫科(ke)大(da)學(xue)口腔(qiang)醫學(xue)院 陳文靜、趙春陽(yang)、胡(hu)芳于2005年10月提(ti)出。
他們為了獲得重現性良好、色彩鮮艷的不銹鋼表面色彩和了解不銹鋼表面著色膜成分，采用電位控制不銹鋼表面著色方法；并利用俄歇能譜分析表面膜層成分。通過利用電位變化曲線能夠控制不銹鋼表面氧化膜的厚度，使著色工藝易于控制。
1. 著色工藝步驟
除油→清洗→浸酸活化→清洗→控電位浸漬著色→清洗吹干→固膜處理（H3PO4 2.5g/L, CrO3 250g/L, DK 0.2~1A/d㎡,試樣陰極電解5~10min,陽極Pb板）→封閉處理→清洗→吹干。
著色液見表 8-9 配方(fang)23, 著色實驗(yan)裝(zhuang)置(zhi)示意(yi)圖見圖8-23。
2. 著(zhu)色(se)工(gong)藝參數的影響(xiang)
①. 著(zhu)色時間
在溫度(du)、著(zhu)色(se)液濃度(du)確定的(de)條件下(xia)，著(zhu)色(se)時間加長，膜(mo)(mo)層加厚，顏(yan)色(se)按藍、金(jin)黃、紅(hong)、綠變化。時間過長，氧化膜(mo)(mo)變得粗糙，甚至粉化。當試(shi)樣著(zhu)色(se)電位與著(zhu)色(se)起始電位差超過30mV時，表(biao)面氧化膜(mo)(mo)迅速溶解(jie)，著(zhu)色(se)膜(mo)(mo)質量與時間的(de)關(guan)系見表(biao) 8-28。
著色時間長(chang)于(yu)15min后，色澤變得不均勻(yun)，難以(yi)區分(fen)具體色調。
②. 著色液溫度
所用配方(fang)在低于55℃時將不(bu)能著(zhu)色(se)，較(jiao)好(hao)的溫度(du)范(fan)圍是80~95℃,高于此(ci)范(fan)圍，溶液水分蒸發較(jiao)快，氧化(hua)變強，著(zhu)色(se)周期縮短，顏色(se)控制(zhi)困難(nan)。較(jiao)低溫度(du)使著(zhu)色(se)過程加長，利于色(se)彩控制(zhi)，著(zhu)色(se)效果好(hao)。圖8-24為(wei)不(bu)同溫度(du)下顏色(se)－時間關(guan)系曲(qu)線。
③. 電位的影響
氧化膜是多孔膜，隨著膜的增厚，陽極反應（M→M2++2e,M為Fe、Cr、Ni等）在氧化膜的孔底部進行，陰極反應在膜的表面進行。陽極反應產物通過孔向外擴散。在陰極區，溶液中的六價鉻離子的電子還原為Cr3+(Cr2O2-7+14N++6e → 2Cr3++7H2O),當M2+、Cr3+達到一定濃度時。兩極反應產生的金屬離子發生水解作用，形成表面氧化膜（MpCrqOr): pM2++gCr3++rH2O →MpCrqOr+2rH+.在孔口和孔底之間建立了擴散電勢Δμ,隨著膜的加厚，Δμ增大，試樣與參比Pt電極之間的電位差被削弱，趨于減小，實驗測定的電位－時間曲線見圖8-25.圖中曲線所示217mV處為著色起始電位，著色終止電位Eo=191mV,不同電位對應不同的膜層厚度，即對應不同的色彩，和用數字電壓表測這一區間的不同電壓值可得到不同色調的著色效果。
④. 其他(ta)工藝參數
除油、浸(jin)酸活化的樣品比未活化的樣品著色(se)過(guo)程(cheng)加快，提(ti)前0.5~1min到達著色(se)起始電位(wei)。
固膜(mo)(mo)使氧化膜(mo)(mo)的(de)耐蝕性(xing)、耐磨性(xing)顯(xian)著(zhu)提高，未固膜(mo)(mo)處理(li)的(de)表面顏色(se)在同等負荷砂紙（600#)的(de)擦(ca)拭(shi)下(xia)更易于(yu)被擦(ca)掉。
固膜過程中，新的膜層在氧化(hua)(hua)膜孔隙(xi)或表(biao)面(mian)形成、增厚(hou)，增厚(hou)了(le)的膜層使(shi)表(biao)面(mian)色(se)彩變化(hua)(hua)，因此，固膜控制著色(se)彩的變化(hua)(hua)。
3. 著色膜層的成分
用(yong)俄歇(xie)電子能(neng)譜分析，原子數(shu)分數(shu)：2.34% S、53.92% O、31.05% Cr、12.69% Fe。
質量(liang)分(fen)數：2.3% S、26.45% O、49.52% Cr、21.73% Fe.
