不(bu)銹鋼電化學著彩色酸性溶液成(cheng)分和工藝條件見表(biao)9-9。配方1 (見表9-9)的說明 。本配方(fang)由南京大學應(ying)用(yong)化學研究(jiu)所(suo)方(fang)景禮(li)、劉琴、韓克平、陳耀輝提(ti)出。
1. 陰極(ji)電沉積法(fa)
從鉬(mu)酸(suan)鹽(yan)溶液中電解獲得藍色(se)不銹鋼(gang)轉化膜(mo)。
2. 工(gong)藝過程
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(ceng)的(de)熱穩定性
將藍(lan)(lan)色膜層(ceng)(ceng)置(zhi)于(yu)烘箱中60℃老(lao)化(hua)30分鐘(zhong)，膜層(ceng)(ceng)顏色不變。繼續延長(chang)老(lao)化(hua)時間，膜層(ceng)(ceng)也(ye)不發生變化(hua)。表明藍(lan)(lan)色不銹鋼適(shi)于(yu)在一(yi)般(ban)環境下作(zuo)為(wei)裝(zhuang)飾(shi)層(ceng)(ceng)。
4. 藍色膜層的厚度分(fen)析
用40kV和(he)15μA的Ar+流對不銹鋼的藍色(se)表面膜(mo)進行深度剝蝕(shi)(shi)，同時用AES測定各組成元(yuan)素的原子分數隨時間的變化曲線，即(ji)得(de)AES深度剝蝕(shi)(shi)圖(tu)-圖(tu)9-3。
若把圖(tu)中元素O與基體Fe的深度(du)剝(bo)蝕曲線的(de)交點處所對應的(de)剝(bo)蝕時間與相同條件下(xia)(xia)涂(tu)有100nm 標準氧化鉭（Ta2O5)的鉭片用(yong)Ar+測射(she)至Ta2O5/Ta界面所需的時間作為100nm的厚(hou)度進行比較，按下(xia)(xia)式即(ji)可求得不銹鋼藍色膜層的厚(hou)度：
由圖9-3和標準TB2O5劃蝕圖求得(de)藍色不銹(xiu)鋼(gang)彩色膜(mo)層的厚(hou)度為42.7nm。
5. 藍(lan)色不銹銷表面膜的(de)元素組成
圖(tu)9-4為藍色藤層的XPS全掃(sao)描圖(tu)。由圖(tu)大致(zhi)斷(duan)定膜層主要由鉬、氧、磷等元素組成。
又由(you)圖9-3可見，藍(lan)色不銹鋼(gang)膜(mo)經(jing)一段時(shi)間剝(bo)蝕后，表面污(wu)染元素已(yi)消除(chu)，在濺(jian)射(she)6~20min區間，膜(mo)層元素含量(liang)基(ji)本恒定，鐵的含量(liang)很低，此時(shi)尚未濺(jian)射(she)到基(ji)體，由(you)此，由(you)深(shen)度剝(bo)蝕曲線(xian)組成恒定區，可以求得藍(lan)色不銹鋼(gang)膜(mo)的元素百分組成為(wei)：氧為(wei)54.30%,鉬(mu)為(wei)28.40%,磷為(wei)12.11%,鐵為(wei)5.20%。
6. 藍色不銹鋼膜中組成元(yuan)素的價態(tai)
圖9-5為藍色膜層中Mo的XPS高分辨圖。由圖9-5可(ke)以求得濺射(she)前(qian)Mo的(de)(de)(de)(de)(de)結合能為232.3eV和(he)235.3eV兩(liang)個(ge)峰(feng)，分別對應于MoO3 中(zhong)Mo 的(de)(de)(de)(de)(de)3d5/2的(de)(de)(de)(de)(de)232.6eV 和(he) 3d3/2 的(de)(de)(de)(de)(de)235.3eV, 與Na2MoO4中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)3d3/2的(de)(de)(de)(de)(de)232.1eV 和(he)3d3/2 的(de)(de)(de)(de)(de)253.3eV 也很接近，表(biao)明(ming)在(zai)藍(lan)色不銹鋼層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面，Mo是以六價(jia)狀態(tai)（MoO3或(huo)MoO2-4)存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)。Ar+濺射(she)10min后(hou)，Mo(VI)的(de)(de)(de)(de)(de)3d3/2 峰(feng)（235.3eV)消(xiao)失，3d3/2 峰(feng)（232.3eV) 稍(shao)(shao)稍(shao)(shao)移動至峰(feng)（232.leV),變化不大。同(tong)時出現了一個(ge)新(xin)峰(feng)（229.3eV),它與MoO2中(zhong)Mo的(de)(de)(de)(de)(de)3d5/2 的(de)(de)(de)(de)(de)峰(feng)位值229.6eV 接近，表(biao)明(ming)在(zai)膜(mo)層(ceng)內部同(tong)時存(cun)在(zai)Mo(VI)和(he)Mo(N)兩(liang)種狀態(tai)。膜(mo)內四(si)價(jia)鉬(mu)估計是電解液中(zhong)鉬(mu)酸鹽被陰極還原的(de)(de)(de)(de)(de)結果。
圖9-6為藍(lan)色不銹(xiu)鋼中(zhong)磷(lin)的(de)(de)(de)XPS高(gao)分辨圖。由圖9-6測得P 的(de)(de)(de)2p 的(de)(de)(de)結合能濺射(she)前后為133.6~133.4eV,它(ta)與PO3-4中(zhong)P的(de)(de)(de)結合能一(yi)致(zhi)，表明膜內外均存在(zai)磷(lin)酸鹽(yan)，在(zai)成膜過(guo)程中(zhong)它(ta)并(bing)未被還原。膜中(zhong)的(de)(de)(de)磷(lin)以磷(lin)酸鹽(yan)的(de)(de)(de)形式存在(zai)。
