高清下載香蕉視頻app蘋果:不銹鋼電化學著彩色堿性溶液成分(fen)和(he)工(gong)藝(yi)條件(jian)見(jian)表9-3.
一、配(pei)方1 (見表9-3)的說明(ming)
本配(pei)方由上海(hai)手術(shu)器(qi)械廠傅綺君提出。
1. 色澤的呈現過程
在配方1的(de)介(jie)質(zhi)中，用電化學方法，在不(bu)銹鋼(gang)表面形成(cheng)一層致密而具有一定厚(hou)度的(de)薄膜，隨著加(jia)工(gong)工(gong)藝的(de)不(bu)同(tong)，光對薄膜的(de)干涉，在表面形成(cheng)各種單色彩色膜。
鉻系不銹(xiu)鋼(gang)：淺灰色－黑亮(liang)色－藏青色－金棕色。
鉻-鎳系不銹鋼：青鋼色(se)(se)－藍色(se)(se)－紫色(se)(se)－金黃色(se)(se)－紅色(se)(se)－綠色(se)(se)－金棕色(se)(se)。
2. 彩色(se)膜的(de)組(zu)成和厚度
①. 彩色(se)膜的(de)組成(cheng)。用AES進行表面分析，表層由(you)氧、鎳、鐵、碳等組成(cheng)。
②. 彩色膜的(de)厚度(du)。根據Ar的(de)濺(jian)射(she)速率，計算出彩色膜的(de)厚度(du)為200.0~930.0nm.
3. 彩色膜(mo)的(de)外觀
經過(guo)著色(se)的不銹鋼，不但(dan)具有(you)金屬的強度(du)和耐蝕(shi)的光亮表(biao)面(mian)(mian)，而(er)且(qie)披上了(le)各(ge)種各(ge)樣鮮(xian)艷的彩色(se)外(wai)衣。彩色(se)不銹鋼在(zai)裝飾方(fang)面(mian)(mian)有(you)著與其他(ta)材(cai)料無(wu)與倫(lun)比的優點。
二(er)、配(pei)方(fang)2 (見表9-3)的說明
本配方(fang)由沈陽第一(yi)工業學校(xiao)安成強、韓玉(yu)梅、車(che)永(yong)泉等人提出。
1. 赫爾槽在陽極氧(yang)化中的應(ying)用
在(zai)250mL赫槽中，304不(bu)銹鋼片(pian)放在(zai)斜邊作陽極(ji)，直流(liu)穩壓電源的(de)電流(liu)強(qiang)度為1A,觀察試樣的(de)著色(se)膜為：
試(shi)片上陽極(ji)電流(liu)(liu)密度(du)的分布由近陰極(ji)端(duan)至遠陰極(ji)端(duan)依次減少(shao)。電流(liu)(liu)密度(du)不(bu)(bu)同(tong)，膜(mo)的生成速率亦不(bu)(bu)同(tong)。近陰極(ji)端(duan)電流(liu)(liu)密度(du)大，著色膜(mo)厚，呈(cheng)茶(cha)褐(he)色；遠陰極(ji)端(duan)電流(liu)(liu)密度(du)小(xiao)，著色膜(mo)薄，呈(cheng)金黃色，從而在(zai)氫氧化鈉堿性(xing)溶(rong)液中可著出不(bu)(bu)同(tong)的顏色。
2. 著色(se)工(gong)藝條件(jian)
通過(guo)小(xiao)槽實驗，初步確定不銹鋼著各種顏色(se)的工藝條件，見(jian)表9-4。
3. 影響電(dian)解著(zhu)色的因(yin)素
①. 氫(qing)氧(yang)化(hua)鈉(na)（NaOH).主要(yao)起導電和(he)溶(rong)解(jie)(jie)氧(yang)化(hua)膜的(de)作用(yong)。膜的(de)厚度主要(yao)取決于(yu)膜的(de)溶(rong)解(jie)(jie)和(he)生長(chang)速率的(de)比。氫(qing)氧(yang)化(hua)鈉(na)濃度高(gao)，氧(yang)化(hua)膜溶(rong)解(jie)(jie)快，膜的(de)孔隙率大，硬(ying)度與(yu)強度低；氫(qing)氧(yang)化(hua)鈉(na)濃度低，氧(yang)化(hua)膜溶(rong)解(jie)(jie)慢，膜的(de)硬(ying)度高(gao)，反光性(xing)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)度(du)。提高溫(wen)度(du)，反應速率加(jia)快，同時出色(se)(se)速率也快，色(se)(se)膜(mo)(mo)較厚(hou)。但(dan)溫(wen)度(du)過高，色(se)(se)膜(mo)(mo)變得粗糙，光(guang)(guang)澤欠佳。降低(di)溫(wen)度(du)，上色(se)(se)速率慢，但(dan)光(guang)(guang)潔度(du)較好。溫(wen)度(du)低(di)于(yu)40℃時著不上色(se)(se)。一般控制在50~70℃.
④. 電流(liu)密度(du)。提高電流(liu)密度(du)，可使(shi)氧化膜生長加快，色(se)膜增厚，若電流(liu)過高，氧化膜則(ze)變得(de)粗(cu)糙，一般控制在0.5~6A/d㎡.
⑤. 時間。在同樣條件下，膜的(de)顏色(se)(se)隨時間的(de)不同而異。顏色(se)(se)隨著時間的(de)延長，其變化為金黃色(se)(se)→紫紅→綠色(se)(se)→茶(cha)褐(he)色(se)(se)。
⑥. 攪拌。攪拌可以縮短著色時(shi)間，加快(kuai)成膜速率。
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(zhu)：①. 除油(you)。氫(qing)氧化鈉30~50g/L,碳酸鈉20~40g/L,磷酸三鈉10~20g/L,溫度50℃,時間依除油(you)效果而定(ding)。
②. 除(chu)銹。硫(liu)酸10%,鹽酸10%(體積(ji)分數），溫度(du)室溫，時間5~10min.
③. 電(dian)化學拋光。磷酸600mL/L,硫酸300mL/L,甘油30mL/L,蒸餾(liu)水70mL/L,電(dian)流密度20~30A/d㎡,溫度50~70℃,時(shi)間4~5min,陰極為(wei)鉛板。
④. 弱(ruo)浸(jin)蝕。硫酸3%~5%,溫(wen)度室(shi)溫(wen)，時間0.5~1min.
拋光(guang)效(xiao)果越好，著色膜越均(jun)勻、細致、光(guang)亮。拋光(guang)效(xiao)果不(bu)好，著色質量差，甚至著不(bu)上色。
5. 后(hou)處理
電化學著色→熱水洗(xi)→冷水洗(xi)→封閉→水洗(xi)→烘(hong)干。
注(zhu)：封閉處理：重(zhong)鉻酸鉀15g/L,氫氧(yang)化鈉38g/L,pH7~7.5,溫(wen)度60~80℃,時間2~3min。
6. 著色膜性能(neng)檢驗(yan)
①. 耐磨實驗
在試(shi)樣(yang)(yang)上放一繪圖橡皮，上面(mian)放500g砝碼，使橡皮沿試(shi)樣(yang)(yang)表面(mian)做水平運動(dong)，記(ji)錄膜消失時的(de)運動(dong)次數。結(jie)果見表9-5,從實驗(yan)結(jie)果看出，耐磨(mo)性隨(sui)膜厚度的(de)增(zeng)加(jia)而提高。
②. 耐酸性
用滴管取0.5mol/L的(de)(de)硫(liu)酸滴在著色(se)(se)膜上，觀察(cha)表面變藍的(de)(de)時間，結果見(jian)表9-5,由表可見(jian)，金(jin)黃色(se)(se)和紫紅色(se)(se)膜的(de)(de)抗蝕性(xing)欠佳，需(xu)要適宜的(de)(de)硬化處理，以(yi)提高耐(nai)蝕性(xing)和耐(nai)磨(mo)性(xing)。耐(nai)酸性(xing)隨著膜厚度的(de)(de)增加而(er)提高。
7. 槽液穩(wen)定性
當成膜速率明(ming)顯減慢(man)時，可濾去沉渣，添加氫(qing)氧化鈉(na)50g/L和(he)適量的水(shui)，即可重復使用。槽(cao)液較穩定，調整簡單，維(wei)護方便，成本低。
三、配方(fang)3 (見表9-3)的說明
本(ben)配方由天(tian)津(jin)大學材料學院魏(wei)軍勝(sheng)、唐子龍和(he)宋(song)詩哲于2007年(nian)10月(yue)提(ti)出。
為了改善(shan)不(bu)銹(xiu)鋼著(zhu)色(se)(se)過程中(zhong)高溫和重金屬離(li)子的(de)(de)環保(bao)和耗能問題，室溫下，在無(wu)Cr的(de)(de)NaOH溶液中(zhong)，304不(bu)銹(xiu)鋼交流調制電位法著(zhu)色(se)(se)處理(li)工(gong)藝(yi)，具(ju)有經濟環保(bao)的(de)(de)特點，獲得穩(wen)定(ding)(ding)的(de)(de)金黃色(se)(se)、黃紫(zi)(zi)色(se)(se)、紫(zi)(zi)色(se)(se)、藍紫(zi)(zi)色(se)(se)和藍色(se)(se)膜(mo)。著(zhu)色(se)(se)膜(mo)具(ju)有良好的(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)、耐磨性(xing)、機械加(jia)工(gong)性(xing)和抗(kang)污性(xing)。著(zhu)色(se)(se)電壓幅(fu)值(zhi)為7.0~8.0V,著(zhu)色(se)(se)時間為4~7min,著(zhu)色(se)(se)膜(mo)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)和耐蝕(shi)性(xing)能最好。本工(gong)藝(yi)簡單易行，節水(shui)節能，是不(bu)含污染(ran)離(li)子的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼著(zhu)色(se)(se)“綠(lv)色(se)(se)”工(gong)藝(yi)。
1. 著色結(jie)果(guo)
表9-6列出304不銹鋼交流調整電位注的著色結果
由(you)表9-6可見，著(zhu)(zhu)色(se)(se)電壓和時(shi)間共同影響著(zhu)(zhu)色(se)(se)膜的(de)(de)顏(yan)色(se)(se)，隨著(zhu)(zhu)著(zhu)(zhu)色(se)(se)電壓幅(fu)值(zhi)和時(shi)間的(de)(de)變化，顏(yan)色(se)(se)依次為金黃(huang)(huang)色(se)(se)、黃(huang)(huang)紫色(se)(se)、紫色(se)(se)、藍紫色(se)(se)、藍色(se)(se)，共出現5種穩定(ding)的(de)(de)特征顏(yan)色(se)(se)。
2. 電化學著(zhu)色過程
①. 試(shi)樣準備
304不(bu)銹(xiu)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)學著色條件及方(fang)法
著(zhu)色液為(wei)0.5mol/L NaOH,采用(yong)調制電壓(ya)的交流信(xin)號著(zhu)色，輻值(zhi)為(wei)4.0~10.0V,周期T為(wei)0.02s,具體著(zhu)色參數為(wei)：溫(wen)度(du)為(wei)室溫(wen)，著(zhu)色時間為(wei)2~10min,著(zhu)色完畢高溫(wen)水進行封(feng)閉處理。
3. 著色膜耐(nai)蝕性能檢測(ce)
①. 腐蝕介質為0.5mol/L H2SO4。
②. 采用動(dong)電位陽極(ji)極(ji)化(hua)(hua)(hua)曲線和線性(xing)極(ji)化(hua)(hua)(hua)阻力技術研(yan)究著色膜。陽極(ji)極(ji)化(hua)(hua)(hua)曲線測試按照美(mei)國材料(liao)試驗學會ASTM G59-97(2003),比較測試體系的維鈍電流(liu)密度Ip、過鈍化(hua)(hua)(hua)電位E1等電化(hua)(hua)(hua)學參(can)數(shu)，研(yan)究著色膜的鈍化(hua)(hua)(hua)穩定性(xing)。
4. 著色工藝對(dui)著色膜表面形(xing)貌的影響
①. 電壓8.0V下(xia)，著(zhu)色(se)膜(mo)(mo)表面形貌(mao)隨時(shi)間(jian)的(de)(de)變化(hua)。2min時(shi)表面形成(cheng)連續(xu)但(dan)不均勻(yun)(yun)的(de)(de)膜(mo)(mo)層(ceng)，繼續(xu)氧化(hua)，已形成(cheng)膜(mo)(mo)層(ceng)逐漸(jian)變均勻(yun)(yun)，同時(shi)又(you)有新膜(mo)(mo)生成(cheng)；新膜(mo)(mo)層(ceng)也隨氧化(hua)時(shi)間(jian)的(de)(de)延長逐漸(jian)均勻(yun)(yun)連續(xu)；10min時(shi)形成(cheng)比較厚且連續(xu)均勻(yun)(yun)的(de)(de)著(zhu)色(se)膜(mo)(mo)；進一步延長著(zhu)色(se)時(shi)間(jian)，由于(yu)膜(mo)(mo)層(ceng)局部溶(rong)解速率大于(yu)其生成(cheng)速率，使(shi)得(de)膜(mo)(mo)厚反而減小(xiao)，且不均勻(yun)(yun)；7~10min為制備(bei)的(de)(de)著(zhu)色(se)膜(mo)(mo)在不同腐蝕介質中的(de)(de)耐蝕性(xing)有一定的(de)(de)選擇性(xing)。
②. 著(zhu)色(se)(se)(se)處理過程(cheng)中的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)變化。開(kai)始電(dian)(dian)(dian)壓(ya)升高(gao)(gao)，電(dian)(dian)(dian)流(liu)降低(di)；延長(chang)著(zhu)色(se)(se)(se)時(shi)間(jian)(jian)，電(dian)(dian)(dian)壓(ya)和電(dian)(dian)(dian)流(liu)都趨于穩定；一定時(shi)間(jian)(jian)后(hou)，電(dian)(dian)(dian)壓(ya)開(kai)始降低(di)，電(dian)(dian)(dian)流(liu)升高(gao)(gao)。這(zhe)是(shi)因(yin)(yin)為剛開(kai)始著(zhu)色(se)(se)(se)時(shi)，形成的(de)(de)著(zhu)色(se)(se)(se)膜使(shi)得體系的(de)(de)反應電(dian)(dian)(dian)阻增(zeng)高(gao)(gao)；當(dang)著(zhu)色(se)(se)(se)時(shi)間(jian)(jian)較長(chang)時(shi)，著(zhu)色(se)(se)(se)膜比較完(wan)整且(qie)不再(zai)增(zeng)厚(hou)，因(yin)(yin)此，反應電(dian)(dian)(dian)阻也趨于穩定；延長(chang)著(zhu)色(se)(se)(se)時(shi)間(jian)(jian)，在電(dian)(dian)(dian)場的(de)(de)作用下，晶界變粗(cu)大，表(biao)(biao)面膜溶解(jie)速率加快(kuai)，致使(shi)表(biao)(biao)面膜厚(hou)度(du)減小，可能(neng)局部區域(yu)著(zhu)色(se)(se)(se)膜完(wan)全溶解(jie)，因(yin)(yin)而(er)體系的(de)(de)反應電(dian)(dian)(dian)阻反而(er)降低(di)，所以著(zhu)色(se)(se)(se)處理一定時(shi)間(jian)(jian)后(hou)，出現(xian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)降低(di)、電(dian)(dian)(dian)流(liu)升高(gao)(gao)的(de)(de)現(xian)象。
③. 當(dang)(dang)著色(se)電壓低于(yu)8.0V時，若(ruo)色(se)時間(jian)(jian)為7min時，不銹鋼表面即可形成完整的著色(se)膜(mo)；當(dang)(dang)電壓高于(yu)8.0V時，若(ruo)色(se)時間(jian)(jian)為4min時，就已經形成了完整的著色(se)膜(mo)。
5. 著色膜機械和(he)抗污(wu)性能
不(bu)銹鋼電解著色(se)膜(mo)性館檢測結果見表9-7.
由表9-7可見，著色(se)膜(mo)具(ju)有良好的耐磨性(xing)(xing)、抗彎曲性(xing)(xing)能(neng)和(he)抗污性(xing)(xing)能(neng)，能(neng)滿足(zu)應用要求(qiu)。
6. 著色工藝對著色膜穩定性的(de)影響
①. 著色(se)電(dian)壓的影響
著色(se)膜在堿(jian)性(xing)介質中(zhong)制(zhi)備，為(wei)(wei)評價(jia)著色(se)膜的(de)鈍(dun)化(hua)穩定性(xing)，選(xuan)用0.5mol/L H2SO4作為(wei)(wei)測(ce)試(shi)介質，著色(se)時間為(wei)(wei)10min,OV表示未著色(se)不(bu)銹鋼(gang)，測(ce)試(shi)體(ti)系(xi)的(de)電化(hua)學參數腐蝕電位Ecor、維(wei)鈍(dun)電流(liu)密度Ip和過鈍(dun)化(hua)電位Et 等數值列于(yu)表9-8中(zhong)。
由表9-8可見，不(bu)銹鋼(gang)著色(se)(se)后(hou)Ecorr和Et明(ming)顯提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)，而Ip又降低(di)近兩個數量級(ji)，說明(ming)著色(se)(se)處理提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)不(bu)銹鋼(gang)的(de)穩(wen)(wen)定(ding)性。同時(shi)，著色(se)(se)電(dian)(dian)壓對(dui)著色(se)(se)膜(mo)的(de)穩(wen)(wen)定(ding)性能(neng)(neng)有(you)一定(ding)的(de)影響(xiang)，電(dian)(dian)壓7.0V時(shi)Ip最小，而當著色(se)(se)電(dian)(dian)壓降低(di)或升高(gao)(gao)(gao)(gao)時(shi)，Ip都有(you)一定(ding)的(de)升高(gao)(gao)(gao)(gao)，著色(se)(se)電(dian)(dian)壓為(wei)7.0V時(shi)，制(zhi)備的(de)著色(se)(se)膜(mo)穩(wen)(wen)定(ding)性和耐蝕性能(neng)(neng)最好。
②著色時間(jian)的影響
a. 著色電壓為(wei)4.0V,不(bu)同(tong)著色時間(jian)的(de)影響如下：
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(zhu)色電(dian)壓為4.0V、時間為4min時，著(zhu)色膜(mo)Ecorr、Et 明顯升高(gao)，而Ip降(jiang)低近2個數量級，著(zhu)色膜(mo)穩定性大幅度(du)提高(gao)。
著(zhu)色電壓(ya)為4.0V、時(shi)間為7min時(shi)，著(zhu)色膜穩定性進一步提高。
著(zhu)色(se)電壓為4.0V、時間超過10min時，穩定性(xing)反(fan)而有降低的趨勢。
b. 著色(se)電壓為8.0V時(shi)，不(bu)同著色(se)時(shi)間的影響(xiang)如下:
時間為(wei)2min時，著色(se)可形成完整的著色(se)膜。
時間為4min時，著色膜穩(wen)定性進(jin)一步提(ti)高。
繼續延長著色時間(jian)，膜層(ceng)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。
