久久99國產精品久久99果凍傳媒:不銹鋼電化學著彩色堿性溶液成分和工(gong)藝條件(jian)見表(biao)9-3.
一、配方1 (見表9-3)的(de)說明
本(ben)配方由(you)上海手術器械廠傅綺君提出。
1. 色澤的呈(cheng)現過程
在(zai)(zai)(zai)配方(fang)1的(de)(de)介(jie)質中，用電化學方(fang)法(fa)，在(zai)(zai)(zai)不銹鋼表(biao)面(mian)形成一層(ceng)致(zhi)密(mi)而(er)具有一定厚度的(de)(de)薄膜，隨著加工工藝的(de)(de)不同，光對薄膜的(de)(de)干(gan)涉，在(zai)(zai)(zai)表(biao)面(mian)形成各(ge)種(zhong)單色彩色膜。
鉻系不銹鋼：淺灰色(se)－黑亮色(se)－藏(zang)青色(se)－金棕色(se)。
鉻-鎳(nie)系(xi)不銹鋼：青(qing)鋼色－藍色－紫色－金(jin)黃色－紅色－綠(lv)色－金(jin)棕色。
2. 彩色膜(mo)的組成和(he)厚度
①. 彩色膜的組(zu)成。用AES進(jin)行表(biao)面分析，表(biao)層由(you)氧、鎳(nie)、鐵、碳(tan)等(deng)組(zu)成。
②. 彩色膜(mo)的(de)厚度。根據Ar的(de)濺射速率(lv)，計(ji)算出(chu)彩色膜(mo)的(de)厚度為200.0~930.0nm.
3. 彩色膜的外(wai)觀(guan)
經過著(zhu)色的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)，不(bu)但具有金屬的(de)(de)強(qiang)度和耐(nai)蝕的(de)(de)光(guang)亮表面(mian)(mian)，而(er)且(qie)披上了各種(zhong)各樣鮮(xian)艷的(de)(de)彩(cai)色外衣(yi)。彩(cai)色不(bu)銹鋼(gang)在裝飾方面(mian)(mian)有著(zhu)與其(qi)他材料無與倫比(bi)的(de)(de)優點。
二、配方2 (見表9-3)的說明
本(ben)配方由(you)沈陽第一工業學校(xiao)安(an)成強(qiang)、韓玉梅、車永(yong)泉等(deng)人提出。
1. 赫爾槽(cao)在陽極氧化中(zhong)的應用(yong)
在250mL赫槽中，304不銹(xiu)鋼片放(fang)在斜邊作(zuo)陽極，直流穩壓(ya)電源的(de)電流強度(du)為(wei)1A,觀(guan)察試樣的(de)著色(se)膜為(wei)：
試片上(shang)陽(yang)極電(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度(du)的分(fen)布(bu)由近陰(yin)極端至(zhi)遠(yuan)陰(yin)極端依(yi)次減少。電(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度(du)不同(tong)，膜的生成(cheng)速率亦不同(tong)。近陰(yin)極端電(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度(du)大，著色膜厚，呈茶褐色；遠(yuan)陰(yin)極端電(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度(du)小，著色膜薄，呈金(jin)黃(huang)色，從而在氫氧化鈉(na)堿性溶液中可著出不同(tong)的顏色。
2. 著色(se)工藝條件
通過小(xiao)槽實驗，初步確(que)定不銹鋼著各種顏色的工藝條件，見表9-4。
3. 影響電解著色的因素(su)
①. 氫氧化(hua)鈉（NaOH).主(zhu)要(yao)起(qi)導(dao)電和(he)溶(rong)解(jie)氧化(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)作用。膜(mo)(mo)(mo)的(de)厚度(du)(du)主(zhu)要(yao)取決于(yu)膜(mo)(mo)(mo)的(de)溶(rong)解(jie)和(he)生(sheng)長(chang)速(su)率的(de)比。氫氧化(hua)鈉濃(nong)度(du)(du)高，氧化(hua)膜(mo)(mo)(mo)溶(rong)解(jie)快，膜(mo)(mo)(mo)的(de)孔(kong)隙率大(da)，硬度(du)(du)與強(qiang)度(du)(du)低；氫氧化(hua)鈉濃(nong)度(du)(du)低，氧化(hua)膜(mo)(mo)(mo)溶(rong)解(jie)慢，膜(mo)(mo)(mo)的(de)硬度(du)(du)高，反(fan)光性(xing)好(hao)。
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. 溫度。提高溫度，反應速(su)率(lv)加快(kuai)，同時出(chu)色速(su)率(lv)也快(kuai)，色膜(mo)較厚。但溫度過高，色膜(mo)變(bian)得粗糙，光(guang)澤欠(qian)佳。降低溫度，上色速(su)率(lv)慢，但光(guang)潔(jie)度較好(hao)。溫度低于40℃時著不上色。一般控制(zhi)在50~70℃.
④. 電流(liu)密(mi)(mi)度。提高(gao)電流(liu)密(mi)(mi)度，可(ke)使氧化(hua)膜生(sheng)長加(jia)快，色膜增(zeng)厚，若電流(liu)過高(gao)，氧化(hua)膜則變(bian)得粗(cu)糙，一般控制在0.5~6A/d㎡.
⑤. 時間(jian)。在(zai)同樣(yang)條件下，膜的(de)顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)隨時間(jian)的(de)不同而異(yi)。顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)隨著時間(jian)的(de)延長(chang)，其變化為金黃色(se)(se)(se)(se)→紫紅→綠色(se)(se)(se)(se)→茶褐色(se)(se)(se)(se)。
⑥. 攪拌。攪拌可以縮短著色時間，加快成膜速率。
4. 前處理
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(you)。氫氧化鈉30~50g/L,碳(tan)酸鈉20~40g/L,磷酸三鈉10~20g/L,溫(wen)度50℃,時間依除油(you)效果(guo)而定。
②. 除(chu)銹。硫酸10%,鹽酸10%(體積分數），溫度室(shi)溫，時間5~10min.
③. 電化(hua)學(xue)拋(pao)光。磷酸600mL/L,硫酸300mL/L,甘油30mL/L,蒸(zheng)餾水70mL/L,電流(liu)密度20~30A/d㎡,溫度50~70℃,時間(jian)4~5min,陰極(ji)為鉛板。
④. 弱浸蝕。硫(liu)酸3%~5%,溫度室溫，時(shi)間0.5~1min.
拋(pao)光(guang)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)越(yue)好，著(zhu)(zhu)色(se)膜越(yue)均勻(yun)、細致、光(guang)亮。拋(pao)光(guang)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)不好，著(zhu)(zhu)色(se)質量差(cha)，甚(shen)至(zhi)著(zhu)(zhu)不上(shang)色(se)。
5. 后(hou)處(chu)理
電化學(xue)著色→熱水(shui)洗(xi)→冷水(shui)洗(xi)→封閉→水(shui)洗(xi)→烘干。
注：封(feng)閉處理：重鉻(ge)酸鉀15g/L,氫氧化(hua)鈉38g/L,pH7~7.5,溫(wen)度60~80℃,時間2~3min。
6. 著色膜(mo)性能檢驗(yan)
①. 耐(nai)磨實(shi)驗
在試樣(yang)(yang)上放一繪(hui)圖橡皮，上面放500g砝碼，使橡皮沿試樣(yang)(yang)表(biao)面做水(shui)平運動(dong)，記錄膜(mo)消(xiao)失時(shi)的運動(dong)次(ci)數。結果見(jian)表(biao)9-5,從實驗結果看出(chu)，耐磨(mo)性(xing)隨膜(mo)厚度的增加而(er)提(ti)高。
②. 耐酸(suan)性
用滴管(guan)取0.5mol/L的(de)(de)硫(liu)酸滴在著色膜(mo)上，觀察表(biao)面變藍的(de)(de)時(shi)間，結果見(jian)表(biao)9-5,由表(biao)可見(jian)，金黃色和紫(zi)紅色膜(mo)的(de)(de)抗蝕性欠佳(jia)，需要適宜(yi)的(de)(de)硬(ying)化處理，以(yi)提高耐(nai)蝕性和耐(nai)磨性。耐(nai)酸性隨著膜(mo)厚度的(de)(de)增加而提高。
7. 槽(cao)液穩定(ding)性
當成膜速率明顯減慢(man)時，可濾去沉渣(zha)，添加氫氧化鈉50g/L和(he)適量的水，即可重復使用。槽(cao)液較(jiao)穩定，調整簡(jian)單，維護方便(bian)，成本低(di)。
三、配方3 (見表9-3)的說明(ming)
本配方由(you)天津大學材料學院魏(wei)軍(jun)勝(sheng)、唐子龍(long)和宋(song)詩哲于(yu)2007年10月(yue)提出(chu)。
為了改善不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)著色(se)(se)(se)過程中高(gao)溫(wen)和(he)(he)重金屬(shu)離子的(de)(de)環保和(he)(he)耗(hao)能(neng)問題，室(shi)溫(wen)下，在(zai)無(wu)Cr的(de)(de)NaOH溶液中，304不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)交流調制電位法(fa)著色(se)(se)(se)處(chu)理工(gong)藝，具有經濟環保的(de)(de)特點，獲得(de)穩定的(de)(de)金黃色(se)(se)(se)、黃紫色(se)(se)(se)、紫色(se)(se)(se)、藍紫色(se)(se)(se)和(he)(he)藍色(se)(se)(se)膜。著色(se)(se)(se)膜具有良好的(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)、耐磨性(xing)(xing)、機械加工(gong)性(xing)(xing)和(he)(he)抗污性(xing)(xing)。著色(se)(se)(se)電壓(ya)幅值為7.0~8.0V,著色(se)(se)(se)時間為4~7min,著色(se)(se)(se)膜穩定性(xing)(xing)和(he)(he)耐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)最(zui)好。本(ben)工(gong)藝簡單易(yi)行(xing)，節水節能(neng)，是不(bu)含污染(ran)離子的(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)著色(se)(se)(se)“綠(lv)色(se)(se)(se)”工(gong)藝。
1. 著色(se)結果(guo)
表9-6列出304不銹鋼(gang)交流調整電位(wei)注的著色(se)結(jie)果(guo)
由表9-6可(ke)見(jian)，著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)電(dian)壓和時間共同(tong)影響著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)膜的顏色(se)，隨(sui)著(zhu)(zhu)(zhu)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)電(dian)壓幅值和時間的變化，顏色(se)依次為(wei)金黃(huang)色(se)、黃(huang)紫(zi)色(se)、紫(zi)色(se)、藍紫(zi)色(se)、藍色(se)，共出現5種穩定的特征顏色(se)。
2. 電(dian)化學著色過程
①. 試(shi)樣(yang)準(zhun)備(bei)
304不銹(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(dian)化(hua)學著(zhu)色(se)條件及方法
著(zhu)色(se)液(ye)為(wei)(wei)0.5mol/L NaOH,采(cai)用(yong)調制電壓(ya)的交(jiao)流信號著(zhu)色(se)，輻值為(wei)(wei)4.0~10.0V,周期T為(wei)(wei)0.02s,具體著(zhu)色(se)參數為(wei)(wei)：溫(wen)度為(wei)(wei)室溫(wen)，著(zhu)色(se)時間為(wei)(wei)2~10min,著(zhu)色(se)完畢(bi)高溫(wen)水進行封閉處理。
3. 著(zhu)色膜(mo)耐蝕性(xing)能檢測
①. 腐蝕介質為0.5mol/L H2SO4。
②. 采用動(dong)電位(wei)陽極(ji)極(ji)化曲線(xian)和線(xian)性(xing)極(ji)化阻力技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)著(zhu)(zhu)色膜。陽極(ji)極(ji)化曲線(xian)測試(shi)按照美國材(cai)料試(shi)驗學(xue)會ASTM G59-97(2003),比(bi)較(jiao)測試(shi)體(ti)系(xi)的(de)維鈍(dun)電流密度Ip、過鈍(dun)化電位(wei)E1等(deng)電化學(xue)參(can)數，研(yan)究(jiu)著(zhu)(zhu)色膜的(de)鈍(dun)化穩定(ding)性(xing)。
4. 著色(se)工藝對著色(se)膜表面形(xing)貌的(de)影(ying)響
①. 電壓8.0V下，著色(se)膜(mo)表面形(xing)貌隨(sui)時間的變(bian)化。2min時表面形(xing)成連(lian)(lian)續但不(bu)均勻(yun)的膜(mo)層(ceng)，繼續氧(yang)化，已(yi)形(xing)成膜(mo)層(ceng)逐(zhu)漸(jian)變(bian)均勻(yun)，同時又有(you)新(xin)膜(mo)生成；新(xin)膜(mo)層(ceng)也隨(sui)氧(yang)化時間的延長(chang)逐(zhu)漸(jian)均勻(yun)連(lian)(lian)續；10min時形(xing)成比較厚且連(lian)(lian)續均勻(yun)的著色(se)膜(mo)；進一步延長(chang)著色(se)時間，由于(yu)膜(mo)層(ceng)局部(bu)溶解速率大于(yu)其生成速率，使得膜(mo)厚反而減(jian)小，且不(bu)均勻(yun)；7~10min為制備的著色(se)膜(mo)在(zai)不(bu)同腐蝕(shi)介(jie)質中的耐蝕(shi)性(xing)(xing)有(you)一定的選(xuan)擇(ze)性(xing)(xing)。
②. 著(zhu)(zhu)色處理過程中的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓變化。開始(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓升(sheng)(sheng)高，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)降低；延長(chang)著(zhu)(zhu)色時間，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓和電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)都趨于穩定(ding)；一(yi)定(ding)時間后(hou)，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓開始(shi)降低，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)升(sheng)(sheng)高。這是因為剛(gang)開始(shi)著(zhu)(zhu)色時，形成的(de)著(zhu)(zhu)色膜(mo)使得體(ti)系的(de)反應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)增高；當著(zhu)(zhu)色時間較長(chang)時，著(zhu)(zhu)色膜(mo)比較完整且不再增厚，因此，反應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)也趨于穩定(ding)；延長(chang)著(zhu)(zhu)色時間，在電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場的(de)作用(yong)下，晶(jing)界變粗大，表面(mian)膜(mo)溶解(jie)速率加快，致使表面(mian)膜(mo)厚度減小，可能局部區域著(zhu)(zhu)色膜(mo)完全溶解(jie)，因而體(ti)系的(de)反應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)反而降低，所(suo)以著(zhu)(zhu)色處理一(yi)定(ding)時間后(hou)，出現電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓降低、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)升(sheng)(sheng)高的(de)現象。
③. 當(dang)著(zhu)色(se)電壓低于8.0V時，若色(se)時間為7min時，不銹鋼表面(mian)即(ji)可形成完(wan)整的著(zhu)色(se)膜(mo)；當(dang)電壓高(gao)于8.0V時，若色(se)時間為4min時，就已經形成了(le)完(wan)整的著(zhu)色(se)膜(mo)。
5. 著色膜機械(xie)和抗污性能
不(bu)銹鋼電解著色膜性(xing)館檢測結果見表9-7.
由表9-7可見，著色膜具有良(liang)好(hao)的耐磨性(xing)(xing)、抗彎曲性(xing)(xing)能和抗污性(xing)(xing)能，能滿足(zu)應用(yong)要求。
6. 著(zhu)色(se)工藝(yi)對著(zhu)色(se)膜穩定性的影響(xiang)
①. 著色電壓(ya)的影(ying)響
著色(se)(se)膜在堿性介質(zhi)中制備，為(wei)評價著色(se)(se)膜的鈍化穩(wen)定性，選用0.5mol/L H2SO4作為(wei)測(ce)試(shi)介質(zhi)，著色(se)(se)時間(jian)為(wei)10min,OV表示未(wei)著色(se)(se)不銹鋼，測(ce)試(shi)體系的電化學參數(shu)腐(fu)蝕電位Ecor、維鈍電流密度(du)Ip和(he)過(guo)鈍化電位Et 等數(shu)值列于(yu)表9-8中。
由表9-8可見，不(bu)銹鋼著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)后Ecorr和Et明顯提(ti)高(gao)，而(er)Ip又(you)降低近兩(liang)個(ge)數(shu)量級，說明著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)處理提(ti)高(gao)不(bu)銹鋼的穩(wen)定性(xing)。同(tong)時(shi)(shi)，著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)電(dian)壓(ya)對(dui)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)膜的穩(wen)定性(xing)能有一定的影響，電(dian)壓(ya)7.0V時(shi)(shi)Ip最小(xiao)，而(er)當著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)電(dian)壓(ya)降低或升高(gao)時(shi)(shi)，Ip都有一定的升高(gao)，著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)電(dian)壓(ya)為(wei)7.0V時(shi)(shi)，制(zhi)備的著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)膜穩(wen)定性(xing)和耐蝕(shi)性(xing)能最好。
②著色時間的影響
a. 著(zhu)色電壓為4.0V,不同(tong)著(zhu)色時(shi)間的影響如下：
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。
著色(se)電壓(ya)為4.0V、時間為4min時，著色(se)膜Ecorr、Et 明(ming)顯(xian)升高，而(er)Ip降低近(jin)2個數量級，著色(se)膜穩(wen)定(ding)性大幅度提高。
著色電壓為4.0V、時間為7min時，著色膜(mo)穩定性進一步(bu)提(ti)高。
著色電壓為4.0V、時間超過10min時，穩定性反而有降(jiang)低的趨勢。
b. 著(zhu)色電(dian)壓為8.0V時，不同著(zhu)色時間的影(ying)響如下:
時間為2min時，著色(se)可形(xing)成完(wan)整的著色(se)膜。
時間為4min時，著色膜穩(wen)定性(xing)進一步提高。
繼續(xu)延長著色時間，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。
