香蕉app免費視頻在線觀看:不銹鋼電化學著彩色堿性(xing)溶液成分和工藝(yi)條(tiao)件見(jian)表9-3.
一(yi)、配方(fang)1 (見表9-3)的說明
本配方由上海手術器械廠傅綺(qi)君提出(chu)。
1. 色(se)澤的呈(cheng)現(xian)過(guo)程
在配方1的(de)介質中，用電化(hua)學方法，在不銹鋼(gang)表面形(xing)成(cheng)一層(ceng)致密(mi)而具有一定厚度的(de)薄膜，隨著(zhu)加工工藝的(de)不同，光對薄膜的(de)干(gan)涉，在表面形(xing)成(cheng)各種單色彩色膜。
鉻系不(bu)銹鋼：淺(qian)灰色(se)－黑亮(liang)色(se)－藏(zang)青(qing)色(se)－金棕(zong)色(se)。
鉻-鎳(nie)系不銹(xiu)鋼(gang)：青鋼(gang)色(se)－藍色(se)－紫色(se)－金黃色(se)－紅色(se)－綠色(se)－金棕色(se)。
2. 彩(cai)色膜的組(zu)成和(he)厚度(du)
①. 彩(cai)色膜(mo)的組(zu)成。用(yong)AES進行表面分析，表層由(you)氧、鎳、鐵(tie)、碳等(deng)組(zu)成。
②. 彩色(se)膜的厚(hou)度。根據(ju)Ar的濺射(she)速率，計算(suan)出彩色(se)膜的厚(hou)度為200.0~930.0nm.
3. 彩色膜的外觀
經(jing)過著(zhu)(zhu)色的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼，不(bu)但(dan)具有金屬的(de)(de)強度(du)和耐(nai)蝕(shi)的(de)(de)光(guang)亮表面，而且披上了各種各樣鮮艷(yan)的(de)(de)彩(cai)色外(wai)衣。彩(cai)色不(bu)銹(xiu)鋼在裝飾方面有著(zhu)(zhu)與(yu)其他材料無與(yu)倫比的(de)(de)優(you)點。
二、配方2 (見表9-3)的(de)說明
本(ben)配方由沈陽第(di)一工(gong)業學(xue)校安成(cheng)強、韓玉梅、車永泉等人提出(chu)。
1. 赫爾(er)槽在(zai)陽極氧化中(zhong)的(de)應用
在(zai)250mL赫槽中，304不銹(xiu)鋼(gang)片放在(zai)斜邊作陽極，直流(liu)穩壓(ya)電源(yuan)的(de)電流(liu)強度為(wei)1A,觀察試樣的(de)著色膜為(wei)：
試片(pian)上陽極(ji)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度的(de)(de)分布由近陰(yin)極(ji)端(duan)(duan)至遠陰(yin)極(ji)端(duan)(duan)依(yi)次減少(shao)。電(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度不同，膜(mo)(mo)的(de)(de)生(sheng)成速率亦不同。近陰(yin)極(ji)端(duan)(duan)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度大，著(zhu)(zhu)色膜(mo)(mo)厚，呈茶褐(he)色；遠陰(yin)極(ji)端(duan)(duan)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度小，著(zhu)(zhu)色膜(mo)(mo)薄(bo)，呈金黃色，從而(er)在氫氧化鈉堿性溶液(ye)中(zhong)可著(zhu)(zhu)出不同的(de)(de)顏(yan)色。
2. 著色工藝條件
通過小槽實驗，初步確定(ding)不銹鋼(gang)著各種顏(yan)色的(de)工藝(yi)條件，見表9-4。
3. 影響電(dian)解著(zhu)色的因(yin)素
①. 氫氧(yang)化(hua)鈉(na)（NaOH).主(zhu)要起導(dao)電和溶(rong)(rong)(rong)解(jie)氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)的(de)作(zuo)用(yong)。膜(mo)(mo)的(de)厚度(du)(du)主(zhu)要取決于膜(mo)(mo)的(de)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)和生長速率的(de)比。氫氧(yang)化(hua)鈉(na)濃(nong)度(du)(du)高，氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)快(kuai)，膜(mo)(mo)的(de)孔隙(xi)率大(da)，硬(ying)度(du)(du)與強(qiang)度(du)(du)低(di)；氫氧(yang)化(hua)鈉(na)濃(nong)度(du)(du)低(di)，氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)慢，膜(mo)(mo)的(de)硬(ying)度(du)(du)高，反光性(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(wen)(wen)度(du)(du)(du)。提高溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)，反應(ying)速率加快，同(tong)時出色速率也快，色膜較厚(hou)。但溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)過高，色膜變得粗糙，光澤欠佳(jia)。降低(di)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)，上(shang)色速率慢(man)，但光潔(jie)度(du)(du)(du)較好。溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)低(di)于40℃時著不上(shang)色。一般控制在50~70℃.
④. 電(dian)流(liu)密度(du)。提高電(dian)流(liu)密度(du)，可使(shi)氧化膜(mo)生長加快，色膜(mo)增厚，若(ruo)電(dian)流(liu)過高，氧化膜(mo)則(ze)變得粗糙，一般(ban)控(kong)制(zhi)在0.5~6A/d㎡.
⑤. 時間。在(zai)同樣條件下，膜的(de)顏色(se)隨(sui)(sui)時間的(de)不同而異(yi)。顏色(se)隨(sui)(sui)著(zhu)時間的(de)延長，其變化為(wei)金黃色(se)→紫紅→綠色(se)→茶褐色(se)。
⑥. 攪(jiao)拌。攪(jiao)拌可以縮短(duan)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(chu)油。氫氧化鈉30~50g/L,碳(tan)酸(suan)(suan)鈉20~40g/L,磷酸(suan)(suan)三鈉10~20g/L,溫(wen)度50℃,時間依(yi)除(chu)油效(xiao)果而(er)定。
②. 除(chu)銹。硫酸(suan)10%,鹽酸(suan)10%(體積分數），溫(wen)度(du)室溫(wen)，時(shi)間(jian)5~10min.
③. 電(dian)化學拋光(guang)。磷酸600mL/L,硫酸300mL/L,甘油30mL/L,蒸餾水(shui)70mL/L,電(dian)流密度(du)20~30A/d㎡,溫度(du)50~70℃,時間(jian)4~5min,陰極為鉛板。
④. 弱浸蝕。硫酸3%~5%,溫(wen)度室溫(wen)，時間0.5~1min.
拋(pao)光(guang)效(xiao)果(guo)越好(hao)，著色膜越均勻、細致、光(guang)亮。拋(pao)光(guang)效(xiao)果(guo)不(bu)好(hao)，著色質量(liang)差(cha)，甚(shen)至著不(bu)上色。
5. 后處理(li)
電化學著色→熱水(shui)洗(xi)→冷水(shui)洗(xi)→封閉→水(shui)洗(xi)→烘干(gan)。
注：封閉處(chu)理(li)：重鉻酸(suan)鉀(jia)15g/L,氫(qing)氧化(hua)鈉(na)38g/L,pH7~7.5,溫度60~80℃,時間2~3min。
6. 著色膜性能檢驗
①. 耐磨實驗(yan)
在試樣上放(fang)(fang)一繪(hui)圖橡皮，上面(mian)放(fang)(fang)500g砝(fa)碼，使橡皮沿(yan)試樣表(biao)面(mian)做水平運動，記錄膜消失時的運動次(ci)數。結果(guo)見表(biao)9-5,從實(shi)驗(yan)結果(guo)看出，耐磨性隨膜厚度的增加而提高。
②. 耐酸性
用滴管(guan)取0.5mol/L的硫酸滴在著(zhu)色(se)膜(mo)上(shang)，觀察(cha)表面變藍的時間，結(jie)果見表9-5,由表可見，金黃色(se)和(he)紫紅色(se)膜(mo)的抗蝕性欠佳，需要適宜的硬(ying)化處(chu)理(li)，以提(ti)高耐(nai)蝕性和(he)耐(nai)磨性。耐(nai)酸性隨著(zhu)膜(mo)厚度的增加而(er)提(ti)高。
7. 槽液(ye)穩定性
當成膜速率明顯(xian)減慢時，可濾去沉渣，添(tian)加(jia)氫氧化鈉50g/L和適量(liang)的水，即可重復使用。槽液較穩定(ding)，調整(zheng)簡單，維護方便，成本低。
三、配方3 (見表9-3)的說明
本(ben)配方由天津大學(xue)材料學(xue)院魏(wei)軍勝、唐子龍和宋詩哲于2007年10月提出。
為(wei)了改(gai)善不銹(xiu)鋼(gang)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)過程中高溫和(he)重金(jin)屬離子的(de)(de)環保和(he)耗能問題，室溫下，在無(wu)Cr的(de)(de)NaOH溶液(ye)中，304不銹(xiu)鋼(gang)交(jiao)流調制電位法(fa)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)處理工藝(yi)，具有(you)經(jing)濟(ji)環保的(de)(de)特(te)點，獲得穩定(ding)的(de)(de)金(jin)黃(huang)色(se)(se)(se)(se)、黃(huang)紫(zi)色(se)(se)(se)(se)、紫(zi)色(se)(se)(se)(se)、藍紫(zi)色(se)(se)(se)(se)和(he)藍色(se)(se)(se)(se)膜。著(zhu)色(se)(se)(se)(se)膜具有(you)良好(hao)的(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)、耐(nai)磨性(xing)、機械加工性(xing)和(he)抗污性(xing)。著(zhu)色(se)(se)(se)(se)電壓幅值(zhi)為(wei)7.0~8.0V,著(zhu)色(se)(se)(se)(se)時間為(wei)4~7min,著(zhu)色(se)(se)(se)(se)膜穩定(ding)性(xing)和(he)耐(nai)蝕性(xing)能最好(hao)。本工藝(yi)簡單(dan)易(yi)行(xing)，節水節能，是不含污染(ran)離子的(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)“綠色(se)(se)(se)(se)”工藝(yi)。
1. 著色結果
表(biao)9-6列出304不銹鋼交流調整電位注(zhu)的著色結(jie)果
由表9-6可見(jian)，著色(se)(se)電壓和時間(jian)共(gong)同(tong)影響著色(se)(se)膜的顏色(se)(se)，隨著著色(se)(se)電壓幅值(zhi)和時間(jian)的變(bian)化，顏色(se)(se)依(yi)次為(wei)金黃色(se)(se)、黃紫(zi)色(se)(se)、紫(zi)色(se)(se)、藍紫(zi)色(se)(se)、藍色(se)(se)，共(gong)出現(xian)5種(zhong)穩定(ding)的特征顏色(se)(se)。
2. 電化學(xue)著(zhu)色過程
①. 試樣準備
304不銹鋼試樣面積約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. 電化學(xue)著色條件及方法
著(zhu)色液為(wei)(wei)0.5mol/L NaOH,采用(yong)調制電壓(ya)的交(jiao)流信號著(zhu)色，輻(fu)值為(wei)(wei)4.0~10.0V,周期(qi)T為(wei)(wei)0.02s,具體(ti)著(zhu)色參(can)數為(wei)(wei)：溫度(du)為(wei)(wei)室溫，著(zhu)色時(shi)間為(wei)(wei)2~10min,著(zhu)色完畢(bi)高溫水進行封閉處理。
3. 著色膜耐蝕(shi)性能檢(jian)測(ce)
①. 腐蝕介質為0.5mol/L H2SO4。
②. 采用動電位陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)曲線和線性(xing)極(ji)(ji)化(hua)阻力技(ji)術(shu)研究(jiu)著色膜。陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)曲線測試按照美(mei)國材料試驗學(xue)會ASTM G59-97(2003),比較測試體系的(de)維(wei)鈍(dun)電流密度Ip、過(guo)鈍(dun)化(hua)電位E1等電化(hua)學(xue)參數，研究(jiu)著色膜的(de)鈍(dun)化(hua)穩定性(xing)。
4. 著色工藝對著色膜表面形貌的影響(xiang)
①. 電壓(ya)8.0V下，著(zhu)色膜表面形(xing)(xing)貌隨時(shi)間的(de)變(bian)(bian)化(hua)。2min時(shi)表面形(xing)(xing)成(cheng)連(lian)續但(dan)不(bu)均勻(yun)的(de)膜層，繼續氧化(hua)，已形(xing)(xing)成(cheng)膜層逐漸(jian)變(bian)(bian)均勻(yun)，同時(shi)又(you)有新(xin)膜生(sheng)(sheng)成(cheng)；新(xin)膜層也隨氧化(hua)時(shi)間的(de)延長逐漸(jian)均勻(yun)連(lian)續；10min時(shi)形(xing)(xing)成(cheng)比(bi)較(jiao)厚且連(lian)續均勻(yun)的(de)著(zhu)色膜；進一(yi)步延長著(zhu)色時(shi)間，由于膜層局部(bu)溶解(jie)速率大于其生(sheng)(sheng)成(cheng)速率，使(shi)得膜厚反(fan)而減小，且不(bu)均勻(yun)；7~10min為制(zhi)備(bei)的(de)著(zhu)色膜在不(bu)同腐(fu)蝕(shi)介質中的(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)有一(yi)定的(de)選擇性(xing)(xing)。
②. 著(zhu)(zhu)色(se)處理過程中的電(dian)(dian)(dian)(dian)壓變化(hua)。開(kai)始(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓升(sheng)(sheng)高(gao)，電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)降低(di)(di)；延長著(zhu)(zhu)色(se)時(shi)(shi)間(jian)，電(dian)(dian)(dian)(dian)壓和電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)都趨于穩定(ding)；一定(ding)時(shi)(shi)間(jian)后，電(dian)(dian)(dian)(dian)壓開(kai)始(shi)降低(di)(di)，電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)升(sheng)(sheng)高(gao)。這是因為(wei)剛開(kai)始(shi)著(zhu)(zhu)色(se)時(shi)(shi)，形成的著(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)(mo)使(shi)得體系的反應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)增(zeng)高(gao)；當著(zhu)(zhu)色(se)時(shi)(shi)間(jian)較(jiao)長時(shi)(shi)，著(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)(mo)比較(jiao)完整(zheng)且不再增(zeng)厚(hou)，因此(ci)，反應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)也趨于穩定(ding)；延長著(zhu)(zhu)色(se)時(shi)(shi)間(jian)，在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)場的作用下，晶界(jie)變粗(cu)大(da)，表(biao)(biao)面膜(mo)(mo)溶解速率加快，致(zhi)使(shi)表(biao)(biao)面膜(mo)(mo)厚(hou)度減小，可能局(ju)部區域著(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)(mo)完全溶解，因而(er)體系的反應(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)反而(er)降低(di)(di)，所以著(zhu)(zhu)色(se)處理一定(ding)時(shi)(shi)間(jian)后，出現電(dian)(dian)(dian)(dian)壓降低(di)(di)、電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)升(sheng)(sheng)高(gao)的現象。
③. 當著(zhu)色(se)(se)電(dian)壓低(di)于(yu)(yu)8.0V時(shi)，若色(se)(se)時(shi)間(jian)為7min時(shi)，不銹(xiu)鋼表面即可形成(cheng)完(wan)整的(de)著(zhu)色(se)(se)膜(mo)；當電(dian)壓高于(yu)(yu)8.0V時(shi)，若色(se)(se)時(shi)間(jian)為4min時(shi)，就已經形成(cheng)了完(wan)整的(de)著(zhu)色(se)(se)膜(mo)。
5. 著(zhu)色膜(mo)機械和(he)抗污(wu)性能(neng)
不銹(xiu)鋼電解(jie)著色膜性館(guan)檢(jian)測結果見(jian)表9-7.
由表9-7可見(jian)，著色膜具(ju)有良好的(de)耐磨性、抗彎曲性能(neng)和抗污性能(neng)，能(neng)滿足應用要(yao)求。
6. 著色(se)工藝對著色(se)膜穩定性(xing)的影(ying)響
①. 著色電壓的影(ying)響
著(zhu)(zhu)色(se)膜在堿(jian)性(xing)介質(zhi)中(zhong)制備，為(wei)評(ping)價著(zhu)(zhu)色(se)膜的(de)鈍化穩(wen)定性(xing)，選用0.5mol/L H2SO4作為(wei)測(ce)試介質(zhi)，著(zhu)(zhu)色(se)時間為(wei)10min,OV表(biao)(biao)示未著(zhu)(zhu)色(se)不銹鋼，測(ce)試體(ti)系(xi)的(de)電(dian)(dian)化學參(can)數腐蝕電(dian)(dian)位(wei)Ecor、維鈍電(dian)(dian)流密度Ip和過(guo)鈍化電(dian)(dian)位(wei)Et 等數值列于表(biao)(biao)9-8中(zhong)。
由表9-8可見，不(bu)銹鋼著色后Ecorr和(he)Et明顯提高，而Ip又降低近兩個(ge)數量級，說(shuo)明著色處理提高不(bu)銹鋼的(de)(de)穩定性。同(tong)時(shi)，著色電(dian)壓對著色膜(mo)(mo)的(de)(de)穩定性能有一定的(de)(de)影響，電(dian)壓7.0V時(shi)Ip最小，而當(dang)著色電(dian)壓降低或升高時(shi)，Ip都有一定的(de)(de)升高，著色電(dian)壓為7.0V時(shi)，制備的(de)(de)著色膜(mo)(mo)穩定性和(he)耐蝕性能最好。
②著色時間的影響
a. 著色電(dian)壓(ya)為4.0V,不同著色時間的影響如下：
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(zhu)(zhu)色電壓為4.0V、時間為4min時，著(zhu)(zhu)色膜(mo)(mo)Ecorr、Et 明顯(xian)升高，而Ip降低近2個數(shu)量級(ji)，著(zhu)(zhu)色膜(mo)(mo)穩定(ding)性大幅度提高。
著色電壓為4.0V、時間為7min時，著色膜(mo)穩定性進一步提高。
著色電壓(ya)為4.0V、時間超過10min時，穩定性反而有降(jiang)低的(de)趨勢。
b. 著色電壓為(wei)8.0V時(shi)，不同著色時(shi)間的影響如(ru)下(xia):
時間為2min時，著(zhu)色可形成完(wan)整的(de)著(zhu)色膜。
時(shi)間為4min時(shi)，著(zhu)色膜穩定性(xing)進一步提(ti)高。
繼續(xu)延長著色(se)時間(jian)，膜層穩定(ding)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。
