1973年,伊文斯等人提出不(bu)銹鋼(gang)著色膜生成原理,當不銹鋼浸入鉻酸和硫酸組成的著色液,在不銹鋼表面上發生電化學反應,見圖8-3,不銹鋼金屬(M)鉻、鎳、鐵等在陽極區放出電子變成金屬離子(M2+)。
陽極區: M→M2++2e (8-1) (M代表Cr、Ni、Fe)
在陰極區含六價鉻的鉻酸接收電子變成三價鉻(Cr3+),反應式如下:
陰極區: HCrO-4+7H++3e → Cr3++4H2O (8-2)
當不銹鋼在溶液中浸漬一段時間后,在金屬/溶液界面上金屬離子(M2+)和Cr3+的濃度達到臨界值,并超過了富鉻的尖晶石氧化物的溶解度,由于水解反應而形成氧化膜,反應式如下:
pM2++qCr3++rH2O → MpCrgOq+2rH+(8-3)
其中 2p+3q=2r (8-4)

當氧(yang)化(hua)膜(mo)一(yi)旦生(sheng)成,陽極(ji)(ji)反(fan)(fan)(fan)應和(he)陰極(ji)(ji)反(fan)(fan)(fan)應立即分(fen)離,如(ru)圖8-3所示,此時,陽極(ji)(ji)反(fan)(fan)(fan)應仍在(zai)氧(yang)化(hua)膜(mo)的(de)(de)孔(kong)底部(bu)即不(bu)銹鋼表面(mian)進行(xing),陰極(ji)(ji)反(fan)(fan)(fan)應在(zai)膜(mo)的(de)(de)表面(mian)進行(xing)。陽極(ji)(ji)反(fan)(fan)(fan)應產(chan)物M2+通(tong)過微孔(kong)向外擴散,在(zai)孔(kong)口和(he)孔(kong)底之(zhi)間存在(zai)擴散電(dian)位(wei)差Δφ,隨著膜(mo)的(de)(de)加(jia)厚,Δφ增(zeng)大。膜(mo)厚不(bu)同就(jiu)產(chan)生(sheng)不(bu)同的(de)(de)干涉色(se),這就(jiu)是(shi)控制電(dian)位(wei)差可著彩(cai)色(se)的(de)(de)基本原理。

