不銹鋼(gang)電化學著彩色酸性溶液成(cheng)分和工藝條件見表9-9。配方1 (見表9-9)的說明 。本配方由南(nan)京(jing)大學應(ying)用化學研究所方景禮、劉琴、韓克平、陳耀輝提出。
1. 陰極電沉積(ji)法(fa)
從鉬酸鹽溶液(ye)中(zhong)電(dian)解獲(huo)得藍色不銹鋼轉(zhuan)化膜。
2. 工(gong)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. 膜層的熱(re)穩定性
將藍色膜層置于烘(hong)箱中(zhong)60℃老(lao)化30分鐘，膜層顏色不變(bian)。繼續延(yan)長(chang)老(lao)化時間，膜層也不發生(sheng)變(bian)化。表明藍色不銹(xiu)鋼適(shi)于在一般環(huan)境下作為裝(zhuang)飾層。
4. 藍色膜層的厚度分析
用40kV和15μA的Ar+流對不(bu)銹鋼(gang)的藍色表面膜進行(xing)深度剝(bo)蝕，同(tong)時用AES測定(ding)各組成元素的原子分數(shu)隨時間的變化曲線，即得AES深度剝(bo)蝕圖-圖9-3。
若把(ba)圖中元(yuan)素(su)O與基體Fe的深(shen)度剝(bo)蝕曲(qu)線(xian)的(de)交點處所(suo)對應的(de)剝(bo)蝕時間與相(xiang)同條件(jian)下涂有100nm 標準氧(yang)化鉭(tan)(tan)（Ta2O5)的鉭(tan)(tan)片(pian)用Ar+測射至Ta2O5/Ta界(jie)面(mian)所(suo)需的時間作為100nm的厚(hou)度(du)進行比較，按下式即可求得不銹(xiu)鋼藍色(se)膜層(ceng)的厚(hou)度(du)：
由圖9-3和標準TB2O5劃蝕(shi)圖求得藍色不銹(xiu)鋼彩(cai)色膜層(ceng)的(de)厚度為42.7nm。
5. 藍色不銹銷表面(mian)膜的元素(su)組成
圖9-4為藍色藤(teng)層的XPS全掃描圖。由圖大(da)致斷定膜層主要由鉬、氧、磷等元素組(zu)成。
又(you)由圖9-3可見，藍色(se)不銹(xiu)鋼(gang)膜經一段時間(jian)剝蝕后，表面(mian)污染元(yuan)(yuan)素已消除(chu)，在濺射6~20min區(qu)間(jian)，膜層元(yuan)(yuan)素含(han)量(liang)基(ji)本恒定，鐵的含(han)量(liang)很(hen)低，此時尚未濺射到(dao)基(ji)體，由此，由深度剝蝕曲線組(zu)成(cheng)恒定區(qu)，可以求得藍色(se)不銹(xiu)鋼(gang)膜的元(yuan)(yuan)素百分組(zu)成(cheng)為(wei)(wei)(wei)：氧為(wei)(wei)(wei)54.30%,鉬為(wei)(wei)(wei)28.40%,磷為(wei)(wei)(wei)12.11%,鐵為(wei)(wei)(wei)5.20%。
6. 藍色不(bu)銹鋼膜中組成元素的價態(tai)
圖9-5為藍(lan)色(se)膜層(ceng)中(zhong)Mo的XPS高分辨圖(tu)。由圖(tu)9-5可以求(qiu)得濺(jian)射前Mo的(de)(de)結(jie)合能為(wei)232.3eV和(he)235.3eV兩(liang)(liang)個峰，分(fen)別對(dui)應(ying)于MoO3 中(zhong)Mo 的(de)(de)3d5/2的(de)(de)232.6eV 和(he) 3d3/2 的(de)(de)235.3eV, 與Na2MoO4中(zhong)的(de)(de)3d3/2的(de)(de)232.1eV 和(he)3d3/2 的(de)(de)253.3eV 也很(hen)接近，表明在(zai)(zai)藍色不銹(xiu)鋼層的(de)(de)表面，Mo是以六價(jia)狀(zhuang)態（MoO3或(huo)MoO2-4)存在(zai)(zai)的(de)(de)。Ar+濺(jian)射10min后，Mo(VI)的(de)(de)3d3/2 峰（235.3eV)消(xiao)失，3d3/2 峰（232.3eV) 稍稍移動至峰（232.leV),變化不大。同時出現了一個新(xin)峰（229.3eV),它與MoO2中(zhong)Mo的(de)(de)3d5/2 的(de)(de)峰位值229.6eV 接近，表明在(zai)(zai)膜層內(nei)部(bu)同時存在(zai)(zai)Mo(VI)和(he)Mo(N)兩(liang)(liang)種(zhong)狀(zhuang)態。膜內(nei)四價(jia)鉬(mu)估計是電解液中(zhong)鉬(mu)酸鹽被陰極還(huan)原的(de)(de)結(jie)果。
圖9-6為藍色不銹(xiu)鋼中磷的(de)XPS高分辨圖。由圖9-6測得(de)P 的(de)2p 的(de)結(jie)合能濺(jian)射前后為133.6~133.4eV,它與(yu)PO3-4中P的(de)結(jie)合能一致，表明膜(mo)內(nei)外均存在(zai)磷酸(suan)鹽(yan)，在(zai)成膜(mo)過程(cheng)中它并未被還原。膜(mo)中的(de)磷以磷酸(suan)鹽(yan)的(de)形式存在(zai)。
