一、不銹鋼電化學著色法使(shi)用的電信(xin)號


  在化學(xue)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(bu)銹鋼存在的電位。


  在電(dian)化(hua)(hua)學著色法中,在不(bu)銹鋼上施(shi)加可控制的(de)電(dian)流信(xin)號,強制不(bu)銹鋼發生氧化(hua)(hua),從而生成著色膜。施(shi)加的(de)電(dian)信(xin)號以電(dian)流法表示或電(dian)壓法表示。


1. 電流法(fa)


 又(you)可分為:


①. 恒定直流(liu)電(dian)流(liu)法,電(dian)流(liu)大(da)小不變(bian);


 ②. 脈(mo)沖(chong)(chong)電(dian)流法,施加(jia)的(de)電(dian)流信號是以脈(mo)沖(chong)(chong)的(de)形(xing)式不斷(duan)發生變化的(de)。


 2. 電位法


 又可分為:


  ①. 脈沖電位法;


  ②.恒定電位法。




二、不銹鋼電化學(xue)著色法的特(te)點


 電(dian)化學著(zhu)色法(fa)的(de)優點:


  ①. 顏色可(ke)控(kong)性很好,時間(jian)范(fan)圍寬并縮短;


  ②. 顏色的重(zhong)現(xian)性好;


  ③. 受不銹鋼表面狀況的影響(xiang)較小;


  ④. 處(chu)理溫(wen)度較低,有(you)些工(gong)藝可在室溫(wen)下進行,改善了工(gong)作環境,溶(rong)液成(cheng)分波動較小;


  ⑤. 溶液成分(fen)含量較低,因而污(wu)染程度較輕;


  ⑥. 用脈沖電流法著色(se),溶液工作壽命比化學法的(de)長。


  電化學(xue)著色(se)法的缺(que)點主要(yao)有兩點:一是電力線(xian)分(fen)布不均(jun)勻,這是由不銹(xiu)鋼工(gong)件形狀太(tai)復雜所引起(qi)的,電化學(xue)著色(se)法最(zui)適合簡(jian)單(dan)的,如平板、帶(dai)狀物的著色(se);二是顏色(se)不均(jun)勻,這是由電流(liu)分(fen)布不均(jun)勻所致,最(zui)好是使用恒電位法來克服這一缺(que)點。




三、不銹(xiu)鋼電化學(xue)著色成膜機理


1. 陽極電流(電位(wei))反應


  電(dian)化學著色液的主要成分基本(ben)上是鉻酐(gan)(CrO3)和硫酸(H2SO4),不(bu)銹鋼浸(jin)人(ren)著色液并施加陽極電(dian)流(liu)(電(dian)位(wei))后,在(zai)電(dian)化學著色的過程中陽極發生的反應為:


M = Mn+ +ne(9-1)


 式(shi)中M表示不銹(xiu)鋼成分,如鉻(ge)、鎳(nie)、鐵等(deng),由于(yu)陽極電流(liu)的作用,金屬成分以離子態進(jin)入著色液與金屬的界面(mian)層中。


2. 陰(yin)極電(dian)流反(fan)應


 不(bu)銹鋼上施加陰極電流(電位)時發(fa)生的(de)反應可能(neng)是:


 HCrO-4+7H++3e = Cr3++4H2O  (9-2)  或  Cr2O2-7 +14H++6e = 2Cr3++7H2O


 同時伴有水解反應:


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


3. 著色(se)膜的形成


 當(dang)電化學(xue)反應(ying)一(yi)段時間后,在金(jin)屬-溶(rong)液界面(mian)上,陽(yang)極和陰極電流生成的金(jin)屬離子在表面(mian)發生水解(jie)反應(ying)如(ru)下:


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


  式中,p、q、r為正整數,且有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。