不銹鋼(gang)電化學(xue)著彩色酸(suan)性溶液成分和工藝條件見表(biao)9-9。配方(fang)1 (見(jian)表9-9)的說明 。本配方(fang)由南京大(da)學(xue)應用化學(xue)研究所方(fang)景禮、劉(liu)琴、韓克平、陳耀輝提出。
1. 陰極電(dian)沉積法
從鉬酸鹽溶液中電解(jie)獲得(de)藍色不銹鋼轉化膜。
2. 工藝過程
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)的熱穩定(ding)性
將藍色膜(mo)層置于烘箱中60℃老化30分鐘，膜(mo)層顏(yan)色不變(bian)。繼續延長老化時(shi)間，膜(mo)層也不發生變(bian)化。表(biao)明藍色不銹鋼適于在一(yi)般環境下作為(wei)裝飾(shi)層。
4. 藍色膜(mo)層的厚度(du)分析
用40kV和15μA的(de)Ar+流對不銹鋼(gang)的(de)藍色(se)表(biao)面膜進(jin)行深(shen)度剝蝕(shi)(shi)，同時(shi)用AES測定各(ge)組成元素的(de)原(yuan)子(zi)分數隨時(shi)間的(de)變化曲(qu)線(xian)，即(ji)得(de)AES深(shen)度剝蝕(shi)(shi)圖(tu)(tu)-圖(tu)(tu)9-3。
若把圖中元(yuan)素O與基體(ti)Fe的深度剝蝕曲線(xian)的(de)交(jiao)點處所對應的(de)剝蝕時間(jian)與相同條件下涂有100nm 標準(zhun)氧化鉭（Ta2O5)的鉭片用Ar+測射至Ta2O5/Ta界(jie)面所(suo)需的時間(jian)作為100nm的厚度進行比較，按(an)下式即可(ke)求得不(bu)銹鋼(gang)藍色膜層的厚度：
由圖(tu)9-3和標準TB2O5劃蝕(shi)圖(tu)求得藍(lan)色不(bu)銹(xiu)鋼彩色膜層的(de)厚度(du)為42.7nm。
5. 藍(lan)色不銹(xiu)銷(xiao)表面膜的元素組(zu)成
圖9-4為藍色藤層的XPS全掃描圖。由(you)圖大致斷(duan)定(ding)膜層主(zhu)要由(you)鉬、氧、磷(lin)等(deng)元素組成。
又由圖9-3可見，藍(lan)色(se)不(bu)銹鋼膜(mo)經一段時(shi)間(jian)剝(bo)蝕后，表面污(wu)染元素已消(xiao)除(chu)，在濺(jian)射6~20min區間(jian)，膜(mo)層(ceng)元素含量基本恒(heng)定，鐵(tie)的含量很(hen)低，此(ci)時(shi)尚未濺(jian)射到(dao)基體，由此(ci)，由深度剝(bo)蝕曲線組成恒(heng)定區，可以求得(de)藍(lan)色(se)不(bu)銹鋼膜(mo)的元素百分組成為(wei)：氧(yang)為(wei)54.30%,鉬為(wei)28.40%,磷為(wei)12.11%,鐵(tie)為(wei)5.20%。
6. 藍色不銹鋼膜(mo)中(zhong)組成元素的價態
圖9-5為藍色膜層中(zhong)Mo的XPS高(gao)分辨圖。由(you)圖9-5可以求得(de)濺(jian)射前Mo的(de)(de)(de)(de)(de)結合(he)能為232.3eV和235.3eV兩個(ge)峰，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 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3d3/2 的(de)(de)(de)(de)(de)253.3eV 也(ye)很接近(jin)，表明在藍色不(bu)銹(xiu)鋼(gang)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)表面，Mo是(shi)以六價狀態（MoO3或(huo)MoO2-4)存(cun)在的(de)(de)(de)(de)(de)。Ar+濺(jian)射10min后，Mo(VI)的(de)(de)(de)(de)(de)3d3/2 峰（235.3eV)消失，3d3/2 峰（232.3eV) 稍稍移(yi)動至峰（232.leV),變化不(bu)大。同時出現了一(yi)個(ge)新峰（229.3eV),它與MoO2中(zhong)Mo的(de)(de)(de)(de)(de)3d5/2 的(de)(de)(de)(de)(de)峰位值229.6eV 接近(jin)，表明在膜層(ceng)內部同時存(cun)在Mo(VI)和Mo(N)兩種狀態。膜內四價鉬估計是(shi)電解液(ye)中(zhong)鉬酸鹽被(bei)陰極(ji)還原的(de)(de)(de)(de)(de)結果。
圖9-6為藍色不銹鋼(gang)中(zhong)磷的(de)(de)(de)XPS高分辨(bian)圖。由(you)圖9-6測得P 的(de)(de)(de)2p 的(de)(de)(de)結(jie)合(he)能濺射前后(hou)為133.6~133.4eV,它(ta)與PO3-4中(zhong)P的(de)(de)(de)結(jie)合(he)能一致(zhi)，表明膜(mo)(mo)內(nei)外均存在(zai)磷酸(suan)(suan)鹽(yan)，在(zai)成膜(mo)(mo)過程(cheng)中(zhong)它(ta)并(bing)未被還(huan)原。膜(mo)(mo)中(zhong)的(de)(de)(de)磷以(yi)磷酸(suan)(suan)鹽(yan)的(de)(de)(de)形式存在(zai)。
