不銹鋼電化學著(zhu)彩色酸性溶液成分(fen)和工藝條件見(jian)表9-9。配方(fang)1 (見(jian)表9-9)的說(shuo)明 。本配方(fang)由南(nan)京(jing)大學(xue)應(ying)用化學(xue)研究所方(fang)景禮、劉琴、韓克平、陳耀(yao)輝提出。
1. 陰極(ji)電(dian)沉(chen)積法
從鉬酸鹽溶(rong)液中(zhong)電解(jie)獲得藍色不銹鋼轉化膜(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. 膜層的熱穩(wen)定性(xing)
將藍色膜層置(zhi)于(yu)烘(hong)箱(xiang)中(zhong)60℃老化(hua)30分鐘，膜層顏色不(bu)(bu)變。繼續延(yan)長老化(hua)時間，膜層也(ye)不(bu)(bu)發(fa)生變化(hua)。表明(ming)藍色不(bu)(bu)銹鋼適于(yu)在(zai)一般(ban)環境下作為裝(zhuang)飾層。
4. 藍色膜層的厚(hou)度分析
用(yong)40kV和15μA的(de)Ar+流對(dui)不(bu)銹鋼的(de)藍色(se)表(biao)面(mian)膜進行深度(du)剝(bo)蝕(shi)，同時用(yong)AES測定各組成元素的(de)原子(zi)分數隨時間的(de)變化(hua)曲線，即得AES深度(du)剝(bo)蝕(shi)圖(tu)-圖(tu)9-3。
若(ruo)把(ba)圖(tu)中元素O與(yu)基(ji)體Fe的深度剝(bo)蝕曲(qu)線(xian)的(de)交點(dian)處(chu)所對(dui)應的(de)剝(bo)蝕時(shi)間與相(xiang)同條件(jian)下涂(tu)有100nm 標準氧化鉭(tan)（Ta2O5)的(de)鉭(tan)片(pian)用Ar+測射至Ta2O5/Ta界面所需(xu)的(de)時(shi)間作為(wei)100nm的(de)厚(hou)(hou)度(du)(du)進行比較，按下式即可求得(de)不銹鋼藍色膜層的(de)厚(hou)(hou)度(du)(du)：
由(you)圖9-3和(he)標準TB2O5劃蝕(shi)圖求(qiu)得藍色不銹鋼(gang)彩色膜層的厚度為42.7nm。
5. 藍色不銹銷表面膜的(de)元(yuan)素(su)組成
圖(tu)9-4為藍(lan)色(se)藤層的(de)XPS全掃描(miao)圖(tu)。由圖(tu)大(da)致斷定膜層主要(yao)由鉬(mu)、氧、磷等元素(su)組成。
又由圖9-3可見，藍(lan)色(se)不(bu)銹(xiu)鋼膜(mo)經一段時間剝蝕后，表面污染(ran)元素已消除，在濺射(she)6~20min區間，膜(mo)層元素含量基本(ben)恒定，鐵(tie)的(de)含量很低(di)，此(ci)時尚未濺射(she)到基體，由此(ci)，由深度剝蝕曲(qu)線組(zu)(zu)成(cheng)恒定區，可以求得藍(lan)色(se)不(bu)銹(xiu)鋼膜(mo)的(de)元素百分組(zu)(zu)成(cheng)為：氧為54.30%,鉬為28.40%,磷(lin)為12.11%,鐵(tie)為5.20%。
6. 藍色不銹鋼膜中組成元素的價態
圖9-5為(wei)藍色膜(mo)層中Mo的XPS高分辨圖。由(you)圖9-5可以求得濺(jian)射(she)(she)前Mo的(de)(de)(de)結(jie)合能(neng)為232.3eV和(he)235.3eV兩個(ge)(ge)峰(feng)(feng)(feng)(feng)，分(fen)別對應于(yu)MoO3 中(zhong)Mo 的(de)(de)(de)3d5/2的(de)(de)(de)232.6eV 和(he) 3d3/2 的(de)(de)(de)235.3eV, 與Na2MoO4中(zhong)的(de)(de)(de)3d3/2的(de)(de)(de)232.1eV 和(he)3d3/2 的(de)(de)(de)253.3eV 也很接近，表明在藍色不銹鋼層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)表面(mian)，Mo是以六價狀態(tai)（MoO3或MoO2-4)存在的(de)(de)(de)。Ar+濺(jian)射(she)(she)10min后，Mo(VI)的(de)(de)(de)3d3/2 峰(feng)(feng)(feng)(feng)（235.3eV)消失，3d3/2 峰(feng)(feng)(feng)(feng)（232.3eV) 稍稍移動至峰(feng)(feng)(feng)(feng)（232.leV),變(bian)化(hua)不大。同時出現(xian)了一(yi)個(ge)(ge)新峰(feng)(feng)(feng)(feng)（229.3eV),它(ta)與MoO2中(zhong)Mo的(de)(de)(de)3d5/2 的(de)(de)(de)峰(feng)(feng)(feng)(feng)位值229.6eV 接近，表明在膜(mo)層(ceng)(ceng)內部(bu)同時存在Mo(VI)和(he)Mo(N)兩種狀態(tai)。膜(mo)內四(si)價鉬估計是電解液中(zhong)鉬酸(suan)鹽被陰極還原的(de)(de)(de)結(jie)果。
圖(tu)9-6為(wei)(wei)藍色不銹鋼中(zhong)(zhong)磷(lin)的(de)XPS高分(fen)辨圖(tu)。由圖(tu)9-6測(ce)得P 的(de)2p 的(de)結合能(neng)濺射(she)前后為(wei)(wei)133.6~133.4eV,它(ta)與PO3-4中(zhong)(zhong)P的(de)結合能(neng)一致，表明膜內外均存在磷(lin)酸鹽，在成膜過(guo)程中(zhong)(zhong)它(ta)并未(wei)被(bei)還原。膜中(zhong)(zhong)的(de)磷(lin)以磷(lin)酸鹽的(de)形(xing)式存在。
