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(xiu)鋼在硼酸、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(bu)銹鋼(gang)著色(se)實驗裝置
見圖9-25.微(wei)機為(wei)LK98微(wei)機電(dian)化(hua)學分析系統(tong)。5為(wei)飽和氯化(hua)鉀(jia)甘示電(dian)極(ji)(ji)作為(wei)參(can)比電(dian)極(ji)(ji)，6為(wei) 213鉑電(dian)極(ji)(ji)作為(wei)輔助電(dian)極(ji)(ji)。
2. 實驗步驟
①. 前處理
打磨（400#水砂(sha)紙(zhi)粗砂(sha)拋光，再用800#水砂(sha)紙(zhi)細砂(sha)拋光，使(shi)表(biao)面光潔(jie)平整）→除(chu)油（堿溶液常規(gui)除(chu)去油污）→水洗→酸(suan)洗（用硫酸(suan)和鹽酸(suan)去除(chu)不銹鋼(gang)表(biao)面的氧化物）→水洗→電(dian)解拋光→水洗→活化（在活化液中(zhong)1min)→水洗。
②. 按圖(tu)9-25所示連接(jie)
不(bu)銹鋼(gang)試樣為工作電極，飽(bao)和氯(lv)化鉀甘汞電極作為參比(bi)電極，鉑(bo)電極作為輔助(zhu)電極，將三(san)電極置于(yu)含(han)有硼(peng)酸(suan)(suan)、硫酸(suan)(suan)亞鐵銨、檸檬(meng)酸(suan)(suan)三(san)銨、添加(jia)劑ZH-L1 電解液(ye)中(zhong)，用LK98微(wei)機(ji)電化學分析(xi)系統(tong)，將奧氏不銹鋼試(shi)樣在溶(rong)液(ye)中(zhong)采(cai)用單電位(wei)階躍計時(shi)法進行著(zhu)色。工藝條件如下：控制電位(wei)-700mV,階躍電位(wei)1mV,等待時(shi)間(jian)(jian)1s,采(cai)樣間(jian)(jian)隔時(shi)間(jian)(jian)1.000s,采(cai)用點數(shu)240點，自(zi)動調節極化電流(liu)，使試(shi)樣的電位(wei)（相對于(yu)參比(bi)電極）隨給定(ding)電位(wei)發(fa)生線(xian)性(xing)變化，得(de)到(dao)鈍(dun)化曲線(xian)，如圖9-26所示。
3. 正(zheng)交試驗的結果
影響不(bu)銹鋼彩色化的主(zhu)要因素有：陽極(ji)極(ji)化電位φ,溫度T,硼酸(suan)溶液(ye)體(ti)積VB,檸檬(meng)酸(suan)三銨(an)溶液(ye)體(ti)積Vc,硫酸(suan)亞鐵銨(an)溶液(ye)體(ti)積VF 固(gu)定(ding)(ding)(ding)為150mL,添加劑(ji)ZH-L1體(ti)積Vz固(gu)定(ding)(ding)(ding)為1.0mL,著色電位一(yi)般為-700~-300mV,通過正交試驗(yan)，確定(ding)(ding)(ding)不銹鋼(gang)著綠色工(gong)藝(yi)配方(fang)及(ji)工(gong)藝(yi)條件如下：
0.15mol/L硼酸(suan)溶液 100mL 、蒸餾水 100mL 、0.15mol/L硫酸(suan)亞鐵銨 150mL 、溫(wen)度 60~70℃
0.1mol/L檸(ning)檬酸三銨(an) 10mL 、電位（SCE) -600~-700mV 、添(tian)加劑(ji)ZH-L1 1.0mL 、時間 2~5min
4. 各種(zhong)因素的影響
①. 預處理對(dui)著色的影響
預處理的(de)好壞是決定膜(mo)厚和表(biao)面質量的(de)關鍵(jian)(jian)因素，預處理不(bu)當，會引起色(se)(se)彩(cai)不(bu)均勻，顏色(se)(se)不(bu)同、色(se)(se)彩(cai)暗(an)淡(dan)或不(bu)平整，甚(shen)至不(bu)著(zhu)色(se)(se)，故預處理中電解拋光是關鍵(jian)(jian)工(gong)序，影(ying)響(xiang)(xiang)著(zhu)色(se)(se)膜(mo)的(de)厚度，從而影(ying)響(xiang)(xiang)著(zhu)色(se)(se)膜(mo)的(de)色(se)(se)彩(cai)。
②. 添(tian)加劑的影(ying)響
隨著添(tian)加劑ZH-L1濃(nong)度的升(sheng)高(gao)(gao)，試樣的腐蝕速(su)率和(he)氧化(hua)速(su)率增加較(jiao)快，氧化(hua)膜厚(hou)度增加，耐(nai)蝕性和(he)耐(nai)磨(mo)性提高(gao)(gao)，用(yong)量(liang)超過2.0mL,出現(xian)輕微過蝕，引起(qi)表面光澤和(he)粗糙度變(bian)差，故ZH-L1用(yong)量(liang)應嚴格控(kong)制。
③. 著色溫(wen)度的影響
溫(wen)度(du)(du)上(shang)升，著色(se)膜(mo)(mo)(mo)的色(se)調(diao)加深(shen)，膜(mo)(mo)(mo)層加厚，同時(shi)膜(mo)(mo)(mo)的耐蝕性、耐磨性提高，光澤和粗(cu)糙度(du)(du)變差。對于綠色(se)膜(mo)(mo)(mo)最佳溫(wen)度(du)(du)為60℃.表9-36為溫(wen)度(du)(du)對著色(se)效(xiao)果的影響。
④. 著色時間的影響
在著(zhu)色(se)(se)(se)時(shi)間(jian)2min、3min、4min、6min、9min、30min內(nei)，隨(sui)著(zhu)時(shi)間(jian)的(de)延長(chang)，著(zhu)色(se)(se)(se)膜的(de)耐蝕性(xing)(xing)及耐磨性(xing)(xing)增加。6min后，時(shi)間(jian)再延長(chang)，其耐蝕性(xing)(xing)及耐磨性(xing)(xing)保持不變，色(se)(se)(se)調為棕褐色(se)(se)(se)；30min引起過(guo)蝕，表(biao)面光(guang)澤度(du)變差。綠色(se)(se)(se)膜的(de)最佳著(zhu)色(se)(se)(se)時(shi)間(jian)為3min.
⑤. 耐蝕性
通過陰極處理(li)，使(shi)其耐蝕(shi)性(xing)增強，從環保角度(du)，采用不(bu)含鉻的配(pei)方(fang)，對環境污染較(jiao)(jiao)INCO法有(you)改善。本(ben)(ben)工(gong)藝(yi)實(shi)(shi)驗結(jie)果(guo)基本(ben)(ben)令人滿意，有(you)其廣(guang)闊的應用前景。本(ben)(ben)實(shi)(shi)驗只在總體積361mL內實(shi)(shi)驗。擴大到較(jiao)(jiao)大規模(mo)，其配(pei)方(fang)為(wei)：
硼酸(suan) 2.6g/L 、溫度60℃ 、硫酸(suan)亞(ya)鐵銨 25g/L 、時間(jian) 3min 、檸檬(meng)酸三銨 0.7g/L 、電位 -600~-700mV 、添加(jia)劑 ZH-LI 3mL/L
