一、不(bu)銹鋼電化學著色法使用的(de)電信號
在化(hua)學著(zhu)色法中沒有施加外在的電流。所需的電流、電位,皆發生在不銹鋼的自身,利用輔助電極,如飽和甘汞電極(SCE)或鉑電極(Pt)和精密電壓數字計可以測出不銹鋼存在的電位。
在電(dian)(dian)化(hua)學著(zhu)色法中(zhong),在不(bu)銹鋼(gang)上施加可控制(zhi)的電(dian)(dian)流信號,強制(zhi)不(bu)銹鋼(gang)發生(sheng)氧化(hua),從而生(sheng)成著(zhu)色膜。施加的電(dian)(dian)信號以電(dian)(dian)流法表示或電(dian)(dian)壓法表示。
1. 電(dian)流法(fa)
又可分為:
①. 恒定直流(liu)電(dian)流(liu)法,電(dian)流(liu)大(da)小(xiao)不(bu)變;
②. 脈沖電流法,施加的(de)電流信號是以(yi)脈沖的(de)形式不斷發生變化的(de)。
2. 電位法
又可(ke)分(fen)為:
①. 脈沖電位(wei)法;
②.恒定電位法。
二(er)、不(bu)銹鋼電化學著色法的特點
電(dian)化學(xue)著色(se)法(fa)的(de)優點(dian):
①. 顏色可控性很(hen)好(hao),時間范圍寬并縮短;
②. 顏(yan)色的重現(xian)性好;
③. 受不(bu)銹(xiu)鋼表面狀況的影響較小;
④. 處理(li)溫度較(jiao)低(di),有些工(gong)藝可在室溫下進行,改善了工(gong)作(zuo)環境,溶液成分波動較(jiao)小;
⑤. 溶液成分(fen)含量(liang)較(jiao)低,因而污染程度較(jiao)輕;
⑥. 用脈(mo)沖(chong)電流法著色,溶液工作壽命比化學法的長(chang)。
電(dian)(dian)化(hua)學(xue)著色法的(de)缺點主要(yao)有(you)兩(liang)點:一是電(dian)(dian)力(li)線分(fen)布(bu)不(bu)均勻,這(zhe)是由不(bu)銹(xiu)鋼工件形狀太復雜(za)所(suo)引(yin)起(qi)的(de),電(dian)(dian)化(hua)學(xue)著色法最適合簡單的(de),如平板、帶狀物的(de)著色;二是顏(yan)色不(bu)均勻,這(zhe)是由電(dian)(dian)流分(fen)布(bu)不(bu)均勻所(suo)致,最好是使(shi)用恒電(dian)(dian)位(wei)法來克服這(zhe)一缺點。
三、不(bu)銹鋼電化學著(zhu)色(se)成膜機理
1. 陽極電流(電位)反(fan)應
電(dian)化學(xue)著(zhu)色液的主要成分基(ji)本上是鉻酐(CrO3)和硫酸(suan)(H2SO4),不銹(xiu)鋼浸人著(zhu)色液并施加陽極電(dian)流(電(dian)位)后,在(zai)電(dian)化學(xue)著(zhu)色的過程中(zhong)陽極發生的反(fan)應(ying)為:
M = Mn+ +ne(9-1)
式中M表示不(bu)銹鋼成(cheng)分,如鉻(ge)、鎳(nie)、鐵等,由于(yu)陽極電(dian)流的(de)作(zuo)用,金屬(shu)成(cheng)分以離子(zi)態進入(ru)著色(se)液與金屬(shu)的(de)界面(mian)層中。
2. 陰(yin)極電流反應
不銹鋼上施加陰極電流(電位)時發生的反(fan)應可能是:
HCrO-4+7H++3e = Cr3++4H2O (9-2) 或 Cr2O2-7 +14H++6e = 2Cr3++7H2O
同時伴有水解反(fan)應:
H2O+H++2e = H2+OH- (9-3)
3. 著色膜的(de)形成
當電(dian)化學反(fan)應(ying)一段(duan)時間后,在金(jin)屬-溶液界(jie)面(mian)上,陽極(ji)和陰極(ji)電(dian)流生(sheng)成(cheng)的金(jin)屬離子在表面(mian)發生(sheng)水解反(fan)應(ying)如下:
pMn++qCr3++rH2O = MpCrqOr+2rH+ (9-4)
式(shi)中(zhong),p、q、r為正(zheng)整數,且有(you)np+3q=2r的關系。
在溶液-金屬界面上,Mn+、Cr3+的濃度達到臨界值,超過富鉻的尖晶石氧化物的溶解度,水解反應形成著色膜MpCrqOr.
Mn+、Cr3+的擴散乃是著色膜形成的關鍵步驟。陽極反應生成的Mn+通過膜中的孔隙擴散到膜的表面,與陰極反應生成的Cr3+絡合,使著色膜不斷地生長增厚。

