不銹鋼電化學著彩色酸性溶液成分和工藝條件見表9-9。配方11 (見表9-9)的說明 。本配方由四川理工學院材料化學工程系 張述林、陳世波、王曉波于2006年9月提出。作者介紹了奧氏不銹鋼(gang)在硼酸、檸檬酸三銨、硫酸亞鐵銨和添加劑的電解液中進行彩色化的環保型配方，通過正交試驗得到著色條件，進行電化學氧化，形成綠色彩色膜。
1. 不銹鋼著色實驗裝置
見(jian)圖9-25.微(wei)機為(wei)(wei)LK98微(wei)機電(dian)化學分(fen)析系統。5為(wei)(wei)飽和氯(lv)化鉀甘(gan)示電(dian)極作(zuo)為(wei)(wei)參比電(dian)極，6為(wei)(wei) 213鉑電(dian)極作(zuo)為(wei)(wei)輔助電(dian)極。
2. 實驗步驟
①. 前處理
打磨（400#水(shui)(shui)砂(sha)紙粗砂(sha)拋(pao)光，再用800#水(shui)(shui)砂(sha)紙細砂(sha)拋(pao)光，使表(biao)面光潔平(ping)整）→除油(you)（堿(jian)溶液(ye)常規除去油(you)污）→水(shui)(shui)洗(xi)→酸洗(xi)（用硫酸和鹽酸去除不銹鋼(gang)表(biao)面的氧化(hua)物）→水(shui)(shui)洗(xi)→電解拋(pao)光→水(shui)(shui)洗(xi)→活(huo)化(hua)（在活(huo)化(hua)液(ye)中1min)→水(shui)(shui)洗(xi)。
②. 按圖9-25所示連(lian)接
不(bu)銹鋼試樣為工作電極(ji)，飽和氯化鉀(jia)甘(gan)汞電極(ji)作為參(can)比電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)，鉑(bo)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)作為輔助電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)，將三(san)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)置于(yu)含有(you)硼(peng)酸(suan)、硫酸(suan)亞鐵銨(an)、檸檬酸(suan)三(san)銨(an)、添加(jia)劑ZH-L1 電(dian)(dian)(dian)解(jie)液中，用LK98微(wei)機電(dian)(dian)(dian)化學分析(xi)系(xi)統，將奧氏不銹鋼(gang)試樣(yang)(yang)(yang)在(zai)溶液中采(cai)用單電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)階(jie)躍計時(shi)(shi)(shi)法進行著色。工藝條件如(ru)下：控制電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)-700mV,階(jie)躍電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)1mV,等待(dai)時(shi)(shi)(shi)間1s,采(cai)樣(yang)(yang)(yang)間隔(ge)時(shi)(shi)(shi)間1.000s,采(cai)用點數240點，自動調節(jie)極(ji)(ji)(ji)化電(dian)(dian)(dian)流，使試樣(yang)(yang)(yang)的(de)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)（相對于(yu)參比電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)）隨給定電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)發生線性變(bian)化，得到鈍化曲線，如(ru)圖9-26所示。
3. 正交(jiao)試(shi)驗的結果
影響不(bu)銹(xiu)鋼彩色(se)化(hua)的主要因素有：陽極極化電位φ,溫度T,硼酸(suan)溶液體積VB,檸檬酸(suan)三銨(an)溶液體積Vc,硫酸(suan)亞鐵銨(an)溶液體積VF 固(gu)(gu)定為150mL,添加劑ZH-L1體積Vz固(gu)(gu)定為1.0mL,著色(se)(se)電位一(yi)般為-700~-300mV,通過正交試驗，確定不(bu)銹鋼著綠色(se)(se)工(gong)藝(yi)配方及(ji)工(gong)藝(yi)條(tiao)件如下：
0.15mol/L硼酸溶液 100mL 、蒸餾(liu)水 100mL 、0.15mol/L硫(liu)酸亞(ya)鐵(tie)銨(an) 150mL 、溫度(du) 60~70℃
0.1mol/L檸檬酸三銨 10mL 、電位（SCE) -600~-700mV 、添加劑ZH-L1 1.0mL 、時(shi)間(jian) 2~5min
4. 各種(zhong)因素的影響
①. 預處(chu)理對著色的影(ying)響
預處(chu)理的(de)(de)好壞是(shi)決定膜(mo)厚和表面(mian)質量的(de)(de)關鍵因素，預處(chu)理不(bu)當，會(hui)引起色(se)(se)(se)彩(cai)不(bu)均勻(yun)，顏色(se)(se)(se)不(bu)同、色(se)(se)(se)彩(cai)暗淡(dan)或不(bu)平(ping)整，甚至(zhi)不(bu)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)，故(gu)預處(chu)理中電解(jie)拋光(guang)是(shi)關鍵工序，影響著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)膜(mo)的(de)(de)厚度(du)，從(cong)而影響著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)膜(mo)的(de)(de)色(se)(se)(se)彩(cai)。
②. 添加劑的影(ying)響(xiang)
隨著添加劑(ji)ZH-L1濃度(du)的升(sheng)高，試樣(yang)的腐蝕速(su)率和(he)氧化速(su)率增(zeng)加較快，氧化膜(mo)厚度(du)增(zeng)加，耐(nai)(nai)蝕性和(he)耐(nai)(nai)磨(mo)性提高，用量(liang)超過2.0mL,出(chu)現輕微過蝕，引起表面(mian)光澤(ze)和(he)粗糙度(du)變(bian)差，故ZH-L1用量(liang)應嚴格控制(zhi)。
③. 著色溫度的影響
溫度上升，著(zhu)色(se)(se)膜的色(se)(se)調加深(shen)，膜層(ceng)加厚(hou)，同時(shi)膜的耐(nai)蝕性(xing)、耐(nai)磨(mo)性(xing)提高，光澤和粗糙度變(bian)差。對于綠色(se)(se)膜最佳溫度為(wei)(wei)60℃.表9-36為(wei)(wei)溫度對著(zhu)色(se)(se)效果的影響。
④. 著色時間(jian)的(de)影響(xiang)
在著色(se)(se)時間(jian)2min、3min、4min、6min、9min、30min內，隨著時間(jian)的延長(chang)(chang)，著色(se)(se)膜的耐(nai)蝕(shi)性(xing)及耐(nai)磨性(xing)增加。6min后，時間(jian)再延長(chang)(chang)，其耐(nai)蝕(shi)性(xing)及耐(nai)磨性(xing)保(bao)持不變(bian)(bian)，色(se)(se)調(diao)為棕褐色(se)(se)；30min引起過蝕(shi)，表面光澤度(du)變(bian)(bian)差。綠色(se)(se)膜的最佳著色(se)(se)時間(jian)為3min.
⑤. 耐蝕性(xing)
通過陰(yin)極處理，使其耐(nai)蝕(shi)性增強，從環(huan)保角度(du)，采用(yong)不含鉻(ge)的配方，對環(huan)境(jing)污染較(jiao)INCO法(fa)有(you)改善。本(ben)工藝(yi)實驗(yan)結果基本(ben)令人滿意，有(you)其廣闊(kuo)的應用(yong)前景。本(ben)實驗(yan)只在(zai)總(zong)體積361mL內實驗(yan)。擴大(da)到較(jiao)大(da)規(gui)模(mo)，其配方為：
硼酸(suan) 2.6g/L 、溫度60℃ 、硫酸(suan)亞鐵銨 25g/L 、時間 3min 、檸檬酸三銨 0.7g/L 、電(dian)位 -600~-700mV 、添(tian)加劑 ZH-LI 3mL/L
