一、不(bu)銹鋼電(dian)化(hua)學著色(se)法使用的電(dian)信(xin)號


  在化學(xue)著色法中沒有施加外在的電流。所需的電流、電位,皆發生在不銹鋼的自身,利用輔助電極,如飽和甘汞電極(SCE)或鉑電極(Pt)和精密電壓數字計可以測出不銹(xiu)鋼存在的電位。


  在電(dian)化(hua)學著(zhu)(zhu)色(se)法中(zhong),在不(bu)銹鋼上施加可控制的電(dian)流(liu)信號(hao),強制不(bu)銹鋼發生氧(yang)化(hua),從(cong)而生成著(zhu)(zhu)色(se)膜。施加的電(dian)信號(hao)以電(dian)流(liu)法表示(shi)或電(dian)壓法表示(shi)。


1. 電流法


 又可(ke)分為:


①. 恒(heng)定直流電流法,電流大(da)小不變(bian);


 ②. 脈(mo)沖電流法,施加的電流信號(hao)是以(yi)脈(mo)沖的形式不斷發生(sheng)變化的。


 2. 電位法


 又可分為(wei):


  ①. 脈沖(chong)電位法;


  ②.恒定電位法(fa)。




二、不銹鋼電化學著色法(fa)的特點


 電化(hua)學著色法的(de)優點:


  ①. 顏色可(ke)控性(xing)很好,時間(jian)范圍寬并縮短;


  ②. 顏色(se)的重現性好;


  ③. 受不銹鋼表面狀(zhuang)況的影(ying)響較小;


  ④. 處理溫度較低(di),有些工(gong)(gong)藝可在室溫下進行,改善了工(gong)(gong)作環境,溶液成(cheng)分波動較小;


  ⑤. 溶液成分含量(liang)較低,因(yin)而污(wu)染程(cheng)度較輕;


  ⑥. 用(yong)脈(mo)沖電流法(fa)著色(se),溶液工作壽命(ming)比化學法(fa)的長。


  電化學(xue)著色(se)(se)(se)法的(de)(de)缺(que)(que)點(dian)主要有兩點(dian):一是(shi)電力線分(fen)布不均(jun)勻,這(zhe)是(shi)由不銹鋼工件(jian)形狀太復雜所引起的(de)(de),電化學(xue)著色(se)(se)(se)法最適合(he)簡單的(de)(de),如平板、帶狀物的(de)(de)著色(se)(se)(se);二是(shi)顏色(se)(se)(se)不均(jun)勻,這(zhe)是(shi)由電流分(fen)布不均(jun)勻所致,最好是(shi)使用(yong)恒電位法來(lai)克服(fu)這(zhe)一缺(que)(que)點(dian)。




三(san)、不銹鋼電化學著色(se)成膜機理(li)


1. 陽極電(dian)流(電(dian)位)反應


  電(dian)(dian)化學(xue)著色(se)液(ye)的主要成分基本上是鉻酐(CrO3)和硫酸(suan)(H2SO4),不銹鋼浸(jin)人著色(se)液(ye)并施加(jia)陽極電(dian)(dian)流(liu)(電(dian)(dian)位)后,在電(dian)(dian)化學(xue)著色(se)的過程中(zhong)陽極發生(sheng)的反應為:


M = Mn+ +ne(9-1)


 式中M表示不銹鋼(gang)成分,如鉻、鎳(nie)、鐵等,由于陽極電流(liu)的(de)作用,金(jin)屬成分以離子態進入著色液與(yu)金(jin)屬的(de)界面層中。


2. 陰極電流反應


 不銹鋼上(shang)施加陰極電(dian)流(電(dian)位)時發生的反應可能是:


 HCrO-4+7H++3e = Cr3++4H2O  (9-2)  或  Cr2O2-7 +14H++6e = 2Cr3++7H2O


 同時伴(ban)有水解反(fan)應:


H2O+H++2e = H2+OH- (9-3)


3. 著色膜的形(xing)成(cheng)


 當電化(hua)學反(fan)應一段時間后,在金(jin)(jin)屬-溶液界面上,陽極和陰極電流生成的金(jin)(jin)屬離子在表(biao)面發生水解反(fan)應如下:


  pMn++qCr3++rH2O = MpCrqOr+2rH+ (9-4)


  式中,p、q、r為正整(zheng)數(shu),且(qie)有np+3q=2r的(de)關系。


  在溶液-金屬界面上,Mn+、Cr3+的濃度達到臨界值,超過富鉻的尖晶石氧化物的溶解度,水解反應形成著色膜MpCrqOr.


  Mn+、Cr3+的擴散乃是著色膜形成的關鍵步驟。陽極反應生成的Mn+通過膜中的孔隙擴散到膜的表面,與陰極反應生成的Cr3+絡合,使著色膜不斷地生長增厚。