不銹鋼電化學著彩色酸性溶液成分和工藝條件(jian)見表9-9。配(pei)方1 (見表(biao)9-9)的說明 。本配方(fang)由南(nan)京大學應(ying)用化(hua)學研究所方(fang)景禮、劉琴、韓克平、陳耀輝提出。
1. 陰極電沉積法
從(cong)鉬酸鹽溶液中電解獲得藍色(se)不銹鋼轉化(hua)膜。
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. 膜層的熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)
將(jiang)藍色(se)膜(mo)層(ceng)置于(yu)烘箱中60℃老(lao)化(hua)30分鐘(zhong)，膜(mo)層(ceng)顏色(se)不變。繼(ji)續(xu)延長(chang)老(lao)化(hua)時間，膜(mo)層(ceng)也不發生(sheng)變化(hua)。表明(ming)藍色(se)不銹鋼適于(yu)在一般環境下作為裝飾(shi)層(ceng)。
4. 藍色膜(mo)層的(de)厚度分(fen)析(xi)
用40kV和15μA的(de)(de)(de)Ar+流對不銹鋼的(de)(de)(de)藍色表面膜(mo)進行深度(du)剝蝕，同時(shi)用AES測(ce)定各組成元素的(de)(de)(de)原子分數隨時(shi)間的(de)(de)(de)變化曲線，即(ji)得(de)AES深度(du)剝蝕圖-圖9-3。
若把圖(tu)中元素(su)O與(yu)基體Fe的深度剝蝕曲線的(de)交點處所(suo)對應(ying)的(de)剝蝕時間與相(xiang)同條件下涂(tu)有(you)100nm 標(biao)準氧(yang)化鉭（Ta2O5)的鉭片用Ar+測射至Ta2O5/Ta界面所(suo)需的時間作為(wei)100nm的厚度進行(xing)比較，按下式即可求得(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)藍色(se)膜層的厚度：
由圖9-3和標準TB2O5劃蝕圖求得藍色(se)不銹鋼彩(cai)色(se)膜(mo)層的厚度為42.7nm。
5. 藍(lan)色不銹銷表(biao)面膜的元素組成
圖9-4為藍(lan)色藤層(ceng)的XPS全掃描圖。由圖大(da)致斷定膜層(ceng)主要由鉬(mu)、氧、磷等元素組成。
又由(you)圖9-3可見，藍(lan)色(se)不銹鋼膜經(jing)一段時(shi)間(jian)剝蝕后(hou)，表面(mian)污(wu)染元素(su)已消除，在濺(jian)射6~20min區間(jian)，膜層元素(su)含量基本恒(heng)定，鐵的(de)含量很(hen)低，此時(shi)尚未濺(jian)射到基體，由(you)此，由(you)深度剝蝕曲線組(zu)成恒(heng)定區，可以求得藍(lan)色(se)不銹鋼膜的(de)元素(su)百分(fen)組(zu)成為：氧(yang)為54.30%,鉬為28.40%,磷為12.11%,鐵為5.20%。
6. 藍色不銹鋼膜(mo)中組成元素(su)的價態
圖9-5為藍色(se)膜(mo)層中Mo的(de)XPS高分辨圖。由圖9-5可以(yi)求得濺射(she)前Mo的(de)結(jie)合能(neng)為232.3eV和235.3eV兩個(ge)峰(feng)，分別(bie)對應于MoO3 中(zhong)(zhong)Mo 的(de)3d5/2的(de)232.6eV 和 3d3/2 的(de)235.3eV, 與Na2MoO4中(zhong)(zhong)的(de)3d3/2的(de)232.1eV 和3d3/2 的(de)253.3eV 也很(hen)接(jie)(jie)近，表明在藍色不銹鋼層的(de)表面，Mo是以(yi)六價(jia)狀態(tai)（MoO3或MoO2-4)存(cun)在的(de)。Ar+濺射(she)10min后(hou)，Mo(VI)的(de)3d3/2 峰(feng)（235.3eV)消失，3d3/2 峰(feng)（232.3eV) 稍稍移動至峰(feng)（232.leV),變化不大。同時出現(xian)了一個(ge)新(xin)峰(feng)（229.3eV),它(ta)與MoO2中(zhong)(zhong)Mo的(de)3d5/2 的(de)峰(feng)位值229.6eV 接(jie)(jie)近，表明在膜層內(nei)部同時存(cun)在Mo(VI)和Mo(N)兩種狀態(tai)。膜內(nei)四價(jia)鉬(mu)(mu)估計是電(dian)解(jie)液中(zhong)(zhong)鉬(mu)(mu)酸鹽被陰極還原的(de)結(jie)果。
圖(tu)(tu)9-6為藍色不銹鋼中磷(lin)的XPS高(gao)分辨圖(tu)(tu)。由圖(tu)(tu)9-6測得(de)P 的2p 的結合能濺射前后為133.6~133.4eV,它與PO3-4中P的結合能一致，表明膜(mo)內(nei)外(wai)均存在(zai)磷(lin)酸鹽(yan)，在(zai)成膜(mo)過程中它并未被還原。膜(mo)中的磷(lin)以磷(lin)酸鹽(yan)的形式存在(zai)。
