不銹鋼電化學著彩色酸性溶液成分(fen)和工藝(yi)條件見表9-9。配方1 (見表9-9)的說明 。本配(pei)方(fang)由南(nan)京大學應用化學研究所(suo)方(fang)景禮(li)、劉琴、韓克平、陳耀輝提(ti)出。
1. 陰極電沉積法
從鉬酸鹽溶液(ye)中電解獲(huo)得(de)藍色(se)不銹鋼轉化(hua)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(ding)性
將藍色(se)膜層置于(yu)烘(hong)箱中60℃老(lao)化(hua)30分鐘，膜層顏色(se)不(bu)變。繼續延(yan)長老(lao)化(hua)時間，膜層也不(bu)發生變化(hua)。表明藍色(se)不(bu)銹鋼適于(yu)在一般環境(jing)下作為裝飾層。
4. 藍色膜層的厚度分析
用(yong)40kV和15μA的(de)Ar+流對不(bu)銹鋼的(de)藍色表面膜進行深(shen)度(du)剝蝕(shi)，同時(shi)用(yong)AES測定各組成元(yuan)素的(de)原子分數隨時(shi)間的(de)變化曲線，即得AES深(shen)度(du)剝蝕(shi)圖-圖9-3。
若把圖中元(yuan)素O與(yu)基體(ti)Fe的(de)深度剝(bo)蝕曲線的交(jiao)點(dian)處所(suo)對應的剝(bo)蝕時(shi)間(jian)與相同條件下涂(tu)有100nm 標準(zhun)氧化鉭(tan)（Ta2O5)的(de)鉭(tan)片用(yong)Ar+測射至Ta2O5/Ta界面所需的(de)時(shi)間(jian)作為100nm的(de)厚(hou)度進行(xing)比較，按(an)下式即可求得(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)藍色膜(mo)層的(de)厚(hou)度：
由圖9-3和標準(zhun)TB2O5劃(hua)蝕(shi)圖求得藍色不(bu)銹鋼彩(cai)色膜層(ceng)的厚度為42.7nm。
5. 藍色不銹(xiu)銷表面膜的元素(su)組成
圖9-4為藍(lan)色藤層(ceng)的XPS全掃描圖。由圖大致斷(duan)定膜層(ceng)主要(yao)由鉬、氧、磷(lin)等元(yuan)素組成。
又由(you)(you)圖9-3可見，藍(lan)色不銹鋼膜(mo)(mo)(mo)經一段時(shi)間剝蝕(shi)后，表面污染(ran)元素(su)已消除，在濺射6~20min區(qu)間，膜(mo)(mo)(mo)層元素(su)含(han)(han)量基(ji)本恒定，鐵的含(han)(han)量很低，此時(shi)尚未濺射到基(ji)體，由(you)(you)此，由(you)(you)深度剝蝕(shi)曲線組(zu)成(cheng)恒定區(qu)，可以求(qiu)得藍(lan)色不銹鋼膜(mo)(mo)(mo)的元素(su)百(bai)分組(zu)成(cheng)為：氧(yang)為54.30%,鉬為28.40%,磷為12.11%,鐵為5.20%。
6. 藍(lan)色(se)不(bu)銹鋼膜中組成元素的(de)價態(tai)
圖(tu)9-5為藍色膜層中Mo的(de)XPS高分辨圖(tu)。由圖(tu)9-5可以求得濺(jian)射前Mo的(de)結(jie)合能為(wei)232.3eV和235.3eV兩個(ge)(ge)峰(feng)，分別對應(ying)于MoO3 中(zhong)(zhong)Mo 的(de)3d5/2的(de)232.6eV 和 3d3/2 的(de)235.3eV, 與Na2MoO4中(zhong)(zhong)的(de)3d3/2的(de)232.1eV 和3d3/2 的(de)253.3eV 也很接近，表明在藍(lan)色不銹鋼層(ceng)(ceng)的(de)表面，Mo是以六價(jia)狀態（MoO3或MoO2-4)存(cun)(cun)在的(de)。Ar+濺(jian)射10min后，Mo(VI)的(de)3d3/2 峰(feng)（235.3eV)消失，3d3/2 峰(feng)（232.3eV) 稍稍移動至峰(feng)（232.leV),變化不大(da)。同(tong)時出現(xian)了一個(ge)(ge)新峰(feng)（229.3eV),它與MoO2中(zhong)(zhong)Mo的(de)3d5/2 的(de)峰(feng)位值(zhi)229.6eV 接近，表明在膜(mo)層(ceng)(ceng)內部(bu)同(tong)時存(cun)(cun)在Mo(VI)和Mo(N)兩種(zhong)狀態。膜(mo)內四價(jia)鉬估計是電(dian)解(jie)液中(zhong)(zhong)鉬酸鹽被陰極還(huan)原的(de)結(jie)果。
圖(tu)9-6為藍色不(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)磷的(de)(de)XPS高分辨(bian)圖(tu)。由圖(tu)9-6測(ce)得P 的(de)(de)2p 的(de)(de)結合能濺射(she)前(qian)后為133.6~133.4eV,它與PO3-4中(zhong)P的(de)(de)結合能一致，表明膜內外均存在(zai)磷酸(suan)鹽，在(zai)成膜過(guo)程中(zhong)它并(bing)未被還原(yuan)。膜中(zhong)的(de)(de)磷以磷酸(suan)鹽的(de)(de)形式存在(zai)。
