1973年,伊文斯等人提出不(bu)銹鋼著色(se)膜生成原理,當不銹鋼浸入鉻酸和硫酸組成的著色液,在不銹鋼表面上發生電化學反應,見圖8-3,不銹鋼金屬(M)鉻、鎳、鐵等在陽極區放出電子變成金屬離子(M2+)。


陽極區:  M→M2++2e  (8-1)     (M代表Cr、Ni、Fe)


在陰極區含六價鉻的鉻酸接收電子變成三價鉻(Cr3+),反應式如下:


陰極區: HCrO-4+7H++3e → Cr3++4H2O (8-2)


當不銹鋼在溶液中浸漬一段時間后,在金屬/溶液界面上金屬離子(M2+)和Cr3+的濃度達到臨界值,并超過了富鉻的尖晶石氧化物的溶解度,由于水解反應而形成氧化膜,反應式如下:


pM2++qCr3++rH2O → MpCrgOq+2rH+(8-3)


其中  2p+3q=2r (8-4)


圖 3.jpg


 當氧(yang)化(hua)膜(mo)一(yi)旦生(sheng)成,陽(yang)極反(fan)(fan)應(ying)(ying)和陰極反(fan)(fan)應(ying)(ying)立即(ji)(ji)分離,如圖8-3所(suo)示(shi),此時,陽(yang)極反(fan)(fan)應(ying)(ying)仍在(zai)(zai)氧(yang)化(hua)膜(mo)的孔(kong)底(di)部即(ji)(ji)不銹鋼表面進行,陰極反(fan)(fan)應(ying)(ying)在(zai)(zai)膜(mo)的表面進行。陽(yang)極反(fan)(fan)應(ying)(ying)產物M2+通過(guo)微孔(kong)向外(wai)擴散,在(zai)(zai)孔(kong)口(kou)和孔(kong)底(di)之間存在(zai)(zai)擴散電位差Δφ,隨著膜(mo)的加厚,Δφ增大(da)。膜(mo)厚不同(tong)就產生(sheng)不同(tong)的干(gan)涉色,這就是(shi)控制電位差可著彩色的基本(ben)原(yuan)理。