不銹鋼(gang)化學著色(se)配方 23 (表8-9)，本配方由(you)南京理工大學(xue)材料(liao)科學(xue)與工程系 曹(cao)榮、樊新民和南京醫科大學(xue)口腔(qiang)醫學(xue)院 陳(chen)文靜、趙春陽、胡芳于2005年10月提(ti)出。

 他們為了獲得重現性良好、色彩鮮艷的不銹鋼(gang)表面色彩和了解不銹鋼表面著色膜成分，采用電位控制不銹鋼表面著色方法；并利用俄歇能譜分析表面膜層成分。通過利用電位變化曲線能夠控制不銹鋼表面氧化膜的厚度，使著色工藝易于控制。

1. 著(zhu)色工藝步驟

  除油→清洗→浸酸活化→清洗→控電位浸漬著色→清洗吹干→固膜處理（H₃PO₄ 2.5g/L, CrO3 250g/L, DK 0.2~1A/d㎡,試樣陰極電解5~10min,陽極Pb板）→封閉處理→清洗→吹干。

 著色液(ye)見(jian)表(biao) 8-9 配方(fang)23, 著色實驗裝置示意(yi)圖(tu)見(jian)圖(tu)8-23。

2. 著色工藝參(can)數的影響(xiang)

 ①. 著(zhu)色時間

   在溫度(du)、著(zhu)色(se)液濃度(du)確定的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)，著(zhu)色(se)時(shi)間(jian)(jian)加長(chang)，膜層加厚，顏色(se)按藍、金黃、紅(hong)、綠變化(hua)。時(shi)間(jian)(jian)過(guo)長(chang)，氧化(hua)膜變得粗糙，甚至粉化(hua)。當試樣著(zhu)色(se)電位與(yu)著(zhu)色(se)起(qi)始電位差超過(guo)30mV時(shi)，表(biao)面氧化(hua)膜迅速溶(rong)解(jie)，著(zhu)色(se)膜質量與(yu)時(shi)間(jian)(jian)的(de)關(guan)系見(jian)表(biao) 8-28。

  著色時間長于15min后，色澤(ze)變(bian)得不(bu)均勻，難以區(qu)分具體色調。

  ②. 著色(se)液溫度

  所用(yong)配方(fang)在低于(yu)55℃時將不能著色(se)(se)(se)，較(jiao)好(hao)(hao)的溫(wen)(wen)度(du)范圍是80~95℃,高于(yu)此范圍，溶液水分蒸發較(jiao)快(kuai)，氧化變強，著色(se)(se)(se)周期縮短，顏(yan)色(se)(se)(se)控制困難。較(jiao)低溫(wen)(wen)度(du)使著色(se)(se)(se)過程加長(chang)，利于(yu)色(se)(se)(se)彩控制，著色(se)(se)(se)效果好(hao)(hao)。圖8-24為不同溫(wen)(wen)度(du)下顏(yan)色(se)(se)(se)－時間關系曲線。

 ③. 電位的影響

  氧化膜是多孔膜，隨著膜的增厚，陽極反應（M→M²⁺+2e,M為Fe、Cr、Ni等）在氧化膜的孔底部進行，陰極反應在膜的表面進行。陽極反應產物通過孔向外擴散。在陰極區，溶液中的六價鉻離子的電子還原為Cr³⁺(Cr₂O^2-₇+14N⁺+6e → 2Cr³⁺+7H₂O),當M²⁺、Cr³⁺達到一定濃度時。兩極反應產生的金屬離子發生水解作用，形成表面氧化膜（MpCrqOr): pM²⁺+gCr³⁺+rH₂O →MpCrqOr+2rH⁺.在孔口和孔底之間建立了擴散電勢Δμ,隨著膜的加厚，Δμ增大，試樣與參比Pt電極之間的電位差被削弱，趨于減小，實驗測定的電位－時間曲線見圖8-25.圖中曲線所示217mV處為著色起始電位，著色終止電位Eo=191mV,不同電位對應不同的膜層厚度，即對應不同的色彩，和用數字電壓表測這一區間的不同電壓值可得到不同色調的著色效果。

④. 其他工藝(yi)參數

   除(chu)油、浸酸活化的(de)樣(yang)品比未活化的(de)樣(yang)品著色過程加快，提前0.5~1min到達著色起始電位。

  固膜(mo)使氧化膜(mo)的耐蝕性、耐磨性顯著提高，未(wei)固膜(mo)處理(li)的表面顏色在同等負荷砂(sha)紙(zhi)（600#)的擦拭(shi)下更易于被(bei)擦掉。

  固膜過程中，新(xin)的膜層在氧(yang)化膜孔隙或表(biao)(biao)面形成、增厚(hou)，增厚(hou)了的膜層使表(biao)(biao)面色(se)彩(cai)變化，因此(ci)，固膜控制著色(se)彩(cai)的變化。

3. 著色膜層的成分

  用俄歇電子能譜分(fen)(fen)析，原子數(shu)(shu)分(fen)(fen)數(shu)(shu)：2.34% S、53.92% O、31.05% Cr、12.69% Fe。

   質(zhi)量分數：2.3% S、26.45% O、49.52% Cr、21.73% Fe.