91香蕉視頻app:不銹鋼電化學著彩色堿性溶液成分和工藝條件見表(biao)9-3.
一、配(pei)方(fang)1 (見表9-3)的說明
本配方由(you)上海(hai)手(shou)術器械廠(chang)傅綺君提出(chu)。
1. 色(se)澤的呈現過(guo)程
在(zai)配方1的(de)介質(zhi)中(zhong)，用電化(hua)學方法，在(zai)不(bu)銹鋼表面形(xing)成(cheng)一層致(zhi)密而具(ju)有一定厚度的(de)薄膜，隨著(zhu)加工工藝的(de)不(bu)同，光對薄膜的(de)干(gan)涉(she)，在(zai)表面形(xing)成(cheng)各種單(dan)色(se)彩(cai)色(se)膜。
鉻(ge)系不銹鋼：淺灰色(se)－黑亮色(se)－藏青色(se)－金棕色(se)。
鉻-鎳系不銹鋼(gang)：青鋼(gang)色(se)－藍(lan)色(se)－紫色(se)－金(jin)黃色(se)－紅色(se)－綠(lv)色(se)－金(jin)棕(zong)色(se)。
2. 彩色膜的組成和厚度
①. 彩色膜的組(zu)成。用AES進行表面分析，表層由氧、鎳、鐵、碳等組(zu)成。
②. 彩(cai)色膜的厚度。根據Ar的濺射速率，計算出彩(cai)色膜的厚度為200.0~930.0nm.
3. 彩色膜的(de)外觀
經過(guo)著(zhu)色的(de)不銹鋼，不但(dan)具有金屬的(de)強(qiang)度和耐蝕(shi)的(de)光亮表面，而且披(pi)上了各種各樣鮮艷(yan)的(de)彩(cai)色外衣(yi)。彩(cai)色不銹鋼在(zai)裝飾方面有著(zhu)與其他材(cai)料無與倫比的(de)優點。
二、配方2 (見表9-3)的說(shuo)明
本(ben)配(pei)方由沈陽第一工業學校安成強、韓玉(yu)梅、車永泉等人提出(chu)。
1. 赫(he)爾槽(cao)在陽(yang)極氧化中的(de)應用
在250mL赫槽(cao)中，304不銹鋼(gang)片放(fang)在斜(xie)邊作陽極，直流穩壓電源的(de)電流強度為1A,觀察試樣的(de)著(zhu)色膜為：
試片上陽極(ji)電(dian)流(liu)密度(du)的(de)(de)分布由近陰(yin)極(ji)端至遠陰(yin)極(ji)端依(yi)次(ci)減少。電(dian)流(liu)密度(du)不(bu)同(tong)，膜(mo)的(de)(de)生成速率(lv)亦不(bu)同(tong)。近陰(yin)極(ji)端電(dian)流(liu)密度(du)大，著色(se)膜(mo)厚，呈茶褐色(se)；遠陰(yin)極(ji)端電(dian)流(liu)密度(du)小，著色(se)膜(mo)薄，呈金黃色(se)，從而在氫氧化鈉堿(jian)性溶(rong)液中可著出(chu)不(bu)同(tong)的(de)(de)顏色(se)。
2. 著(zhu)色工(gong)藝條件(jian)
通過小槽(cao)實驗，初步確(que)定不(bu)銹鋼(gang)著各(ge)種顏(yan)色的工(gong)藝條(tiao)件，見(jian)表9-4。
3. 影(ying)響電(dian)解(jie)著(zhu)色的因素
①. 氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈉(na)（NaOH).主要起(qi)導電(dian)和溶(rong)(rong)(rong)解(jie)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)作用。膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)厚度(du)(du)(du)主要取決于膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)和生(sheng)長速(su)率的(de)(de)比(bi)。氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈉(na)濃度(du)(du)(du)高(gao)，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)快，膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)孔隙(xi)率大，硬度(du)(du)(du)與(yu)強度(du)(du)(du)低(di)；氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈉(na)濃度(du)(du)(du)低(di)，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)慢，膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)硬度(du)(du)(du)高(gao)，反光(guang)性好。
②. 硝酸鈉（NaNO3)、磷酸鈉（Na3PO4)的加入，可增加導電性和成膜速率，比單純氫氧化鈉溶液出色快，著色時間短。
③. 溫(wen)(wen)度(du)。提高(gao)溫(wen)(wen)度(du)，反(fan)應速(su)(su)率加(jia)快，同時出色速(su)(su)率也快，色膜較(jiao)厚。但(dan)溫(wen)(wen)度(du)過高(gao)，色膜變得粗糙(cao)，光澤(ze)欠佳。降低溫(wen)(wen)度(du)，上色速(su)(su)率慢，但(dan)光潔(jie)度(du)較(jiao)好。溫(wen)(wen)度(du)低于(yu)40℃時著(zhu)不(bu)上色。一般(ban)控制在50~70℃.
④. 電(dian)流密(mi)度。提高電(dian)流密(mi)度，可使氧化(hua)膜生長加快，色膜增厚，若電(dian)流過高，氧化(hua)膜則變得粗糙，一般控(kong)制在0.5~6A/d㎡.
⑤. 時間。在同(tong)樣條件下，膜的顏(yan)色(se)(se)隨時間的不同(tong)而(er)異。顏(yan)色(se)(se)隨著時間的延(yan)長，其(qi)變化為(wei)金黃(huang)色(se)(se)→紫(zi)紅→綠色(se)(se)→茶褐色(se)(se)。
⑥. 攪拌(ban)。攪拌(ban)可以縮(suo)短著色(se)時間，加(jia)快成膜速率(lv)。
4. 前處理(li)
包括：打磨→水洗→除油①→熱水洗→冷水洗→除銹②→冷水洗→電化學拋光③→水洗→弱浸蝕④。
注：①. 除油。氫氧化鈉30~50g/L,碳(tan)酸鈉20~40g/L,磷(lin)酸三(san)鈉10~20g/L,溫度(du)50℃,時間依除油效果(guo)而(er)定。
②. 除銹。硫酸10%,鹽酸10%(體積分(fen)數(shu)），溫(wen)度室溫(wen)，時間5~10min.
③. 電(dian)(dian)化(hua)學拋光。磷酸600mL/L,硫酸300mL/L,甘油30mL/L,蒸(zheng)餾水70mL/L,電(dian)(dian)流密度20~30A/d㎡,溫度50~70℃,時間4~5min,陰(yin)極為鉛板(ban)。
④. 弱(ruo)浸蝕。硫酸3%~5%,溫度室溫，時間0.5~1min.
拋光(guang)效果越好，著色膜(mo)越均勻、細致(zhi)、光(guang)亮。拋光(guang)效果不好，著色質(zhi)量差，甚至著不上色。
5. 后(hou)處理
電化學(xue)著色→熱水洗→冷水洗→封閉→水洗→烘干。
注：封閉處(chu)理：重鉻(ge)酸(suan)鉀15g/L,氫(qing)氧化(hua)鈉38g/L,pH7~7.5,溫度60~80℃,時間(jian)2~3min。
6. 著(zhu)色膜性能檢(jian)驗(yan)
①. 耐磨(mo)實驗
在試樣上(shang)放一(yi)繪(hui)圖橡(xiang)皮，上(shang)面放500g砝碼，使橡(xiang)皮沿試樣表(biao)面做水(shui)平運動，記錄膜(mo)消失時的(de)運動次數。結(jie)果見表(biao)9-5,從實驗結(jie)果看出，耐磨(mo)性(xing)隨膜(mo)厚度的(de)增加而提高。
②. 耐酸性
用滴管取0.5mol/L的(de)(de)硫(liu)酸滴在著色膜上，觀察表面(mian)變藍(lan)的(de)(de)時(shi)間，結果見(jian)表9-5,由表可(ke)見(jian)，金黃色和紫紅(hong)色膜的(de)(de)抗蝕性(xing)欠佳，需要適宜的(de)(de)硬化處理(li)，以提高耐蝕性(xing)和耐磨(mo)性(xing)。耐酸性(xing)隨著膜厚(hou)度(du)的(de)(de)增加而提高。
7. 槽(cao)液穩定性
當成膜速率明(ming)顯(xian)減慢時，可濾去沉渣，添加(jia)氫(qing)氧化鈉(na)50g/L和適(shi)量的水，即可重復使(shi)用(yong)。槽(cao)液較穩定(ding)，調整簡單，維護方便，成本低。
三、配方(fang)3 (見表9-3)的(de)說明
本配方由天津大學材料學院魏軍勝、唐子龍和宋詩哲于(yu)2007年(nian)10月提出。
為(wei)(wei)了改善不(bu)銹(xiu)鋼著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)過程中高溫和重金屬離(li)子的(de)環保和耗(hao)能問題(ti)，室(shi)溫下，在無Cr的(de)NaOH溶液(ye)中，304不(bu)銹(xiu)鋼交(jiao)流調制電位(wei)法著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)處(chu)理(li)工藝(yi)(yi)，具有經濟(ji)環保的(de)特點，獲(huo)得穩(wen)(wen)定的(de)金黃色(se)(se)、黃紫(zi)色(se)(se)、紫(zi)色(se)(se)、藍紫(zi)色(se)(se)和藍色(se)(se)膜。著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)膜具有良(liang)好的(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)、耐(nai)磨性(xing)(xing)、機械加工性(xing)(xing)和抗污性(xing)(xing)。著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)電壓(ya)幅(fu)值為(wei)(wei)7.0~8.0V,著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)時間為(wei)(wei)4~7min,著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)膜穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)和耐(nai)蝕性(xing)(xing)能最好。本工藝(yi)(yi)簡(jian)單易(yi)行，節水節能，是不(bu)含污染(ran)離(li)子的(de)不(bu)銹(xiu)鋼著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)“綠(lv)色(se)(se)”工藝(yi)(yi)。
1. 著色結果
表9-6列出304不(bu)銹鋼(gang)交(jiao)流調整電(dian)位注(zhu)的著色結果
由表9-6可見，著(zhu)色(se)電(dian)壓和時(shi)間(jian)共同影響著(zhu)色(se)膜(mo)的(de)顏(yan)色(se)，隨著(zhu)著(zhu)色(se)電(dian)壓幅值(zhi)和時(shi)間(jian)的(de)變化(hua)，顏(yan)色(se)依次為(wei)金黃(huang)色(se)、黃(huang)紫色(se)、紫色(se)、藍(lan)紫色(se)、藍(lan)色(se)，共出現5種穩定的(de)特征顏(yan)色(se)。
2. 電化學著色(se)過程
①. 試樣準備
304不銹鋼試樣面積約2.4c㎡,經水砂紙逐級打磨、拋光，蒸餾水沖洗，無水乙醇脫水，再蒸餾水沖洗，冷風吹干后，置于干燥器中備用。著色完畢，涂封非工作表面，留出1c㎡的工作面積，進行腐蝕測試。
②. 電化(hua)學著色條(tiao)件及(ji)方法(fa)
著色(se)液為(wei)(wei)0.5mol/L NaOH,采用調(diao)制電壓的交流信號著色(se)，輻值為(wei)(wei)4.0~10.0V,周期(qi)T為(wei)(wei)0.02s,具體著色(se)參數為(wei)(wei)：溫度為(wei)(wei)室溫，著色(se)時間為(wei)(wei)2~10min,著色(se)完畢高(gao)溫水進行封閉處(chu)理。
3. 著(zhu)色膜耐蝕(shi)性(xing)能檢測
①. 腐蝕介質為0.5mol/L H2SO4。
②. 采用動電(dian)位陽(yang)極極化(hua)曲線和線性極化(hua)阻力(li)技術(shu)研究著(zhu)色膜。陽(yang)極極化(hua)曲線測試按照美國材料試驗學會ASTM G59-97(2003),比較測試體系的維鈍(dun)電(dian)流密度Ip、過鈍(dun)化(hua)電(dian)位E1等電(dian)化(hua)學參數，研究著(zhu)色膜的鈍(dun)化(hua)穩定性。
4. 著色(se)(se)工藝(yi)對(dui)著色(se)(se)膜表面形貌(mao)的影響(xiang)
①. 電(dian)壓8.0V下(xia)，著色膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)表面形貌隨時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)(de)變化(hua)。2min時(shi)(shi)表面形成連(lian)續但(dan)不(bu)均勻(yun)的(de)(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)，繼續氧(yang)化(hua)，已(yi)形成膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)逐漸變均勻(yun)，同時(shi)(shi)又有(you)(you)新(xin)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)生成；新(xin)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)也(ye)隨氧(yang)化(hua)時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)(de)延(yan)長(chang)(chang)逐漸均勻(yun)連(lian)續；10min時(shi)(shi)形成比較厚且連(lian)續均勻(yun)的(de)(de)(de)著色膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)；進一(yi)步延(yan)長(chang)(chang)著色時(shi)(shi)間(jian)，由于(yu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)局部溶(rong)解速率大于(yu)其生成速率，使得(de)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)厚反而減小，且不(bu)均勻(yun)；7~10min為制備(bei)的(de)(de)(de)著色膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)在不(bu)同腐蝕介質(zhi)中(zhong)的(de)(de)(de)耐蝕性有(you)(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)選擇(ze)性。
②. 著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)處理過程中的(de)電(dian)(dian)壓(ya)變(bian)化。開(kai)(kai)始電(dian)(dian)壓(ya)升高(gao)(gao)，電(dian)(dian)流降(jiang)(jiang)低；延長著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)時(shi)(shi)間(jian)，電(dian)(dian)壓(ya)和電(dian)(dian)流都趨于穩定(ding)(ding)(ding)；一定(ding)(ding)(ding)時(shi)(shi)間(jian)后(hou)，電(dian)(dian)壓(ya)開(kai)(kai)始降(jiang)(jiang)低，電(dian)(dian)流升高(gao)(gao)。這是(shi)因為剛開(kai)(kai)始著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)時(shi)(shi)，形成的(de)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)膜(mo)使得體(ti)系的(de)反(fan)(fan)應(ying)電(dian)(dian)阻增高(gao)(gao)；當著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)時(shi)(shi)間(jian)較(jiao)長時(shi)(shi)，著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)膜(mo)比較(jiao)完(wan)整(zheng)且不再增厚，因此，反(fan)(fan)應(ying)電(dian)(dian)阻也趨于穩定(ding)(ding)(ding)；延長著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)時(shi)(shi)間(jian)，在(zai)電(dian)(dian)場的(de)作(zuo)用下(xia)，晶界變(bian)粗大(da)，表面膜(mo)溶解速率(lv)加快，致使表面膜(mo)厚度減(jian)小，可能(neng)局部區域著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)膜(mo)完(wan)全(quan)溶解，因而體(ti)系的(de)反(fan)(fan)應(ying)電(dian)(dian)阻反(fan)(fan)而降(jiang)(jiang)低，所以著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)處理一定(ding)(ding)(ding)時(shi)(shi)間(jian)后(hou)，出現(xian)電(dian)(dian)壓(ya)降(jiang)(jiang)低、電(dian)(dian)流升高(gao)(gao)的(de)現(xian)象。
③. 當著色(se)電(dian)壓低(di)于(yu)8.0V時，若(ruo)色(se)時間為7min時，不銹鋼表(biao)面即(ji)可形成完整(zheng)(zheng)的著色(se)膜(mo)；當電(dian)壓高于(yu)8.0V時，若(ruo)色(se)時間為4min時，就已經形成了完整(zheng)(zheng)的著色(se)膜(mo)。
5. 著色(se)膜機械和抗污性能
不銹(xiu)鋼電解著色膜性館檢(jian)測結果見表9-7.
由表(biao)9-7可見，著色膜具有良(liang)好的(de)耐磨性(xing)、抗彎曲性(xing)能和抗污性(xing)能，能滿足應用(yong)要求。
6. 著色工藝對著色膜穩定(ding)性的影(ying)響
①. 著(zhu)色(se)電壓的影響
著色(se)(se)膜在堿性介(jie)質(zhi)中制備，為評價著色(se)(se)膜的(de)鈍(dun)化(hua)(hua)穩定性，選用(yong)0.5mol/L H2SO4作(zuo)為測試介(jie)質(zhi)，著色(se)(se)時間為10min,OV表(biao)示未著色(se)(se)不(bu)銹(xiu)鋼，測試體系的(de)電化(hua)(hua)學參數腐蝕(shi)電位Ecor、維鈍(dun)電流密(mi)度(du)Ip和過鈍(dun)化(hua)(hua)電位Et 等數值列于表(biao)9-8中。
由表9-8可見，不銹(xiu)鋼(gang)著色(se)后Ecorr和Et明顯提(ti)(ti)高(gao)(gao)，而Ip又降低(di)近兩(liang)個數(shu)量級，說明著色(se)處(chu)理(li)提(ti)(ti)高(gao)(gao)不銹(xiu)鋼(gang)的穩定(ding)性。同時，著色(se)電壓對著色(se)膜(mo)的穩定(ding)性能有(you)一定(ding)的影響，電壓7.0V時Ip最(zui)小，而當著色(se)電壓降低(di)或升高(gao)(gao)時，Ip都有(you)一定(ding)的升高(gao)(gao)，著色(se)電壓為7.0V時，制(zhi)備的著色(se)膜(mo)穩定(ding)性和耐(nai)蝕性能最(zui)好。
②著色時(shi)間的影響(xiang)
a. 著(zhu)色電壓為4.0V,不同著(zhu)色時間的影響(xiang)如下(xia)：
著色電壓為4.0V、時間為2min時，著色膜在0.5mol/L H2SO4中的陰極極化曲線非常接近未著色處理的不銹鋼，說明該電壓下較短時間不足以在不銹鋼表面形成完整的著色膜。
著色(se)電壓為(wei)4.0V、時間為(wei)4min時，著色(se)膜(mo)Ecorr、Et 明顯升高，而Ip降低近2個數(shu)量級(ji)，著色(se)膜(mo)穩定性大幅度提高。
著色(se)電壓為(wei)4.0V、時間(jian)為(wei)7min時，著色(se)膜穩定性(xing)進一步(bu)提(ti)高。
著色(se)電壓(ya)為(wei)4.0V、時(shi)間(jian)超過(guo)10min時(shi)，穩定性反而(er)有降低(di)的趨(qu)勢(shi)。
b. 著色電壓(ya)為8.0V時(shi)，不同著色時(shi)間的影(ying)響如下:
時間為2min時，著(zhu)色可形成完(wan)整的著(zhu)色膜。
時間為4min時，著色膜穩(wen)定性進一步提高。
繼續延長(chang)著色(se)時間，膜層穩定性降低。
因此、由上可見、著色電壓為7.0~8.0V,著色時間為4~7min,著色膜具有好的耐磨性和抗污性能，膜顯藍紫色，在0.5mol/L H2SO4中具有良好的鈍化穩定性和耐蝕性。
