一、不銹鋼電(dian)化學(xue)著色法使用的(de)電(dian)信號


  在化學著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(xiu)鋼存在的電位。


  在電(dian)(dian)(dian)(dian)化學(xue)著色(se)法中,在不(bu)銹(xiu)鋼上施加可控制(zhi)的電(dian)(dian)(dian)(dian)流信(xin)(xin)號,強(qiang)制(zhi)不(bu)銹(xiu)鋼發生氧化,從而生成(cheng)著色(se)膜。施加的電(dian)(dian)(dian)(dian)信(xin)(xin)號以電(dian)(dian)(dian)(dian)流法表示(shi)或電(dian)(dian)(dian)(dian)壓法表示(shi)。


1. 電(dian)流法


 又可(ke)分為:


①. 恒定直流(liu)電流(liu)法,電流(liu)大小不變;


 ②. 脈(mo)沖電流(liu)法,施加(jia)的(de)(de)電流(liu)信(xin)號是(shi)以脈(mo)沖的(de)(de)形式不斷發生變化的(de)(de)。


 2. 電(dian)位法


 又(you)可(ke)分(fen)為(wei):


  ①. 脈沖電位(wei)法;


  ②.恒定電位法。




二、不銹鋼電化學著色法的特點


 電(dian)化學著色法(fa)的優點(dian):


  ①. 顏色(se)可控性很好,時間范圍寬并縮短;


  ②. 顏色(se)的重現性(xing)好;


  ③. 受不(bu)銹(xiu)鋼表面狀況(kuang)的影響較(jiao)小;


  ④. 處理溫度較低(di),有些工(gong)(gong)藝可在室(shi)溫下進行,改善(shan)了工(gong)(gong)作環境(jing),溶液成分波動(dong)較小;


  ⑤. 溶液成分含量(liang)較(jiao)(jiao)低,因而(er)污染程度較(jiao)(jiao)輕;


  ⑥. 用脈沖(chong)電流法著色,溶液工作壽(shou)命比化學法的長。


  電(dian)化學(xue)著色(se)法的缺(que)點主要有兩點:一是(shi)電(dian)力線分(fen)布(bu)不(bu)均勻,這(zhe)是(shi)由不(bu)銹鋼工件形狀太復雜所(suo)引起的,電(dian)化學(xue)著色(se)法最適(shi)合簡單的,如平板、帶狀物的著色(se);二是(shi)顏色(se)不(bu)均勻,這(zhe)是(shi)由電(dian)流分(fen)布(bu)不(bu)均勻所(suo)致,最好是(shi)使用(yong)恒電(dian)位法來克服這(zhe)一缺(que)點。




三、不銹鋼(gang)電化學著色(se)成(cheng)膜機(ji)理


1. 陽(yang)極電流(liu)(電位(wei))反應


  電(dian)化學著(zhu)色液的(de)主要成分基本(ben)上是(shi)鉻酐(gan)(CrO3)和硫(liu)酸(H2SO4),不銹鋼浸(jin)人著(zhu)色液并施(shi)加陽極(ji)電(dian)流(電(dian)位(wei))后(hou),在(zai)電(dian)化學著(zhu)色的(de)過程中陽極(ji)發(fa)生的(de)反應為(wei):


M = Mn+ +ne(9-1)


 式中M表(biao)示(shi)不銹鋼成(cheng)分,如(ru)鉻、鎳(nie)、鐵等,由于陽極(ji)電流(liu)的作用,金屬成(cheng)分以離(li)子態進(jin)入(ru)著色液與金屬的界面層(ceng)中。


2. 陰極(ji)電流反應(ying)


 不(bu)銹鋼上施加(jia)陰極電(dian)流(liu)(電(dian)位)時(shi)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(shui)解(jie)反應:


H2O+H++2e = H2+OH- (9-3)


3. 著色膜的形成(cheng)


 當電化(hua)學反應一段(duan)時間后(hou),在(zai)金屬(shu)(shu)-溶液界面上,陽(yang)極(ji)和陰極(ji)電流生(sheng)成的金屬(shu)(shu)離子(zi)在(zai)表面發(fa)生(sheng)水(shui)解反應如下:


  pMn++qCr3++rH2O = MpCrqOr+2rH+ (9-4)


  式中,p、q、r為正整數,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。