不銹鋼電化學著彩色酸性溶液(ye)成分(fen)和工藝條件見(jian)表9-9。配方1 (見表(biao)9-9)的說明 。本配方由(you)南(nan)京(jing)大學(xue)應用(yong)化學(xue)研究所(suo)方景禮、劉琴、韓克平、陳耀輝提出。


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1. 陰(yin)極電沉積法


  從鉬酸鹽溶(rong)液中電解獲得藍(lan)色不銹鋼轉化(hua)膜。


2. 工藝過程(cheng)


  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. 膜層的熱穩定性(xing)


 將藍(lan)(lan)色(se)膜(mo)層置于(yu)烘(hong)箱中(zhong)60℃老化30分鐘(zhong)，膜(mo)層顏色(se)不(bu)(bu)變(bian)。繼續延長老化時(shi)間(jian)，膜(mo)層也不(bu)(bu)發(fa)生變(bian)化。表明藍(lan)(lan)色(se)不(bu)(bu)銹鋼適于(yu)在一般(ban)環境(jing)下作(zuo)為(wei)裝飾層。


4. 藍色膜層的厚度分析


   用(yong)40kV和15μA的(de)Ar+流(liu)對(dui)不銹鋼的(de)藍色(se)表面(mian)膜進行深(shen)度(du)剝蝕，同時(shi)用(yong)AES測定各組成(cheng)元素的(de)原(yuan)子分數(shu)隨時(shi)間的(de)變化曲線，即得AES深(shen)度(du)剝蝕圖-圖9-3。


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  若(ruo)把圖(tu)中元(yuan)素O與基體Fe的深度剝蝕(shi)曲線的交點處(chu)所(suo)對應的剝蝕(shi)時間與相同條件下(xia)(xia)涂(tu)有100nm 標準氧化鉭（Ta2O5)的鉭片用(yong)Ar+測(ce)射至Ta2O5/Ta界面(mian)所需的時間作為100nm的厚度進行比較，按下(xia)(xia)式即可求得不銹鋼藍色膜(mo)層的厚度：


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  由圖9-3和標準(zhun)TB2O5劃蝕(shi)圖求得藍色不銹鋼(gang)彩色膜(mo)層(ceng)的厚(hou)度為42.7nm。


5. 藍色不銹(xiu)銷表面膜的元素組成


  圖(tu)(tu)9-4為藍(lan)色藤層(ceng)的XPS全掃描圖(tu)(tu)。由(you)圖(tu)(tu)大(da)致斷定膜(mo)層(ceng)主(zhu)要由(you)鉬(mu)、氧、磷等元素組成(cheng)。


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  又由(you)圖9-3可見，藍(lan)色(se)不(bu)銹鋼(gang)(gang)膜經一段時間剝蝕后(hou)，表(biao)面污染元素(su)已消除，在(zai)濺射6~20min區(qu)間，膜層元素(su)含量基本恒(heng)定，鐵的含量很低，此時尚未(wei)濺射到基體，由(you)此，由(you)深度剝蝕曲線組成恒(heng)定區(qu)，可以求得藍(lan)色(se)不(bu)銹鋼(gang)(gang)膜的元素(su)百分組成為(wei)(wei)：氧為(wei)(wei)54.30%,鉬為(wei)(wei)28.40%,磷為(wei)(wei)12.11%,鐵為(wei)(wei)5.20%。


6. 藍(lan)色(se)不銹鋼(gang)膜中組(zu)成元素的(de)價態


 圖9-5為藍(lan)色膜層中(zhong)Mo的(de)XPS高分(fen)辨圖(tu)。由圖(tu)9-5可(ke)以(yi)求(qiu)得濺射前Mo的(de)(de)結合能為232.3eV和235.3eV兩個峰(feng)，分別(bie)對應于MoO3 中Mo 的(de)(de)3d5/2的(de)(de)232.6eV 和 3d3/2 的(de)(de)235.3eV, 與(yu)Na2MoO4中的(de)(de)3d3/2的(de)(de)232.1eV 和3d3/2 的(de)(de)253.3eV 也很接(jie)(jie)近(jin)，表(biao)明在藍色不銹鋼層的(de)(de)表(biao)面，Mo是以(yi)六價狀態（MoO3或MoO2-4)存在的(de)(de)。Ar+濺射10min后，Mo(VI)的(de)(de)3d3/2 峰(feng)（235.3eV)消失，3d3/2 峰(feng)（232.3eV) 稍(shao)稍(shao)移動至峰(feng)（232.leV),變化不大(da)。同時出現了一(yi)個新峰(feng)（229.3eV),它(ta)與(yu)MoO2中Mo的(de)(de)3d5/2 的(de)(de)峰(feng)位值(zhi)229.6eV 接(jie)(jie)近(jin)，表(biao)明在膜層內(nei)部同時存在Mo(VI)和Mo(N)兩種狀態。膜內(nei)四(si)價鉬估計是電解液中鉬酸鹽被陰極還原的(de)(de)結果。


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圖9-6為(wei)藍色不銹鋼中(zhong)磷的(de)(de)XPS高分(fen)辨圖。由圖9-6測得P 的(de)(de)2p 的(de)(de)結(jie)合(he)(he)能(neng)濺射前后(hou)為(wei)133.6~133.4eV,它與(yu)PO3-4中(zhong)P的(de)(de)結(jie)合(he)(he)能(neng)一(yi)致，表明膜(mo)(mo)內(nei)外均(jun)存(cun)在磷酸(suan)鹽，在成膜(mo)(mo)過程(cheng)中(zhong)它并未被還原(yuan)。膜(mo)(mo)中(zhong)的(de)(de)磷以磷酸(suan)鹽的(de)(de)形(xing)式存(cun)在。