香蕉視頻app在線觀看:不銹鋼電化學著彩色堿性溶液成分(fen)和工藝條(tiao)件見(jian)表9-3.
一、配方1 (見表9-3)的說(shuo)明(ming)
本配方由上海手術器械廠傅(fu)綺(qi)君提出(chu)。
1. 色澤的呈現過程
在配方1的(de)(de)(de)介質(zhi)中，用電(dian)化(hua)學(xue)方法，在不銹鋼表面形成一層致(zhi)密而具有一定厚度(du)的(de)(de)(de)薄膜，隨著加(jia)工(gong)工(gong)藝的(de)(de)(de)不同(tong)，光(guang)對薄膜的(de)(de)(de)干涉，在表面形成各種(zhong)單色彩色膜。
鉻系不銹鋼：淺灰色－黑亮色－藏青(qing)色－金棕(zong)色。
鉻-鎳(nie)系不銹(xiu)鋼：青鋼色(se)－藍(lan)色(se)－紫色(se)－金黃色(se)－紅色(se)－綠色(se)－金棕色(se)。
2. 彩色膜的組(zu)成和厚度(du)
①. 彩(cai)色膜的組(zu)成。用AES進行(xing)表面分析，表層(ceng)由氧(yang)、鎳、鐵、碳等(deng)組(zu)成。
②. 彩色膜(mo)的(de)厚度(du)。根據Ar的(de)濺射速率，計算出(chu)彩色膜(mo)的(de)厚度(du)為200.0~930.0nm.
3. 彩色膜的外(wai)觀
經(jing)過著(zhu)色的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，不(bu)但具有金(jin)屬的(de)(de)強度和耐(nai)蝕的(de)(de)光亮表面，而且披上了各種各樣鮮艷的(de)(de)彩(cai)(cai)色外衣。彩(cai)(cai)色不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在裝飾方面有著(zhu)與其(qi)他(ta)材料無與倫比的(de)(de)優點。
二、配(pei)方2 (見表9-3)的說(shuo)明
本配方(fang)由沈陽第一工業學校安成強(qiang)、韓玉梅、車永泉等人(ren)提出。
1. 赫爾槽在陽極氧(yang)化中的應用(yong)
在250mL赫槽中，304不銹鋼片放在斜邊作陽極，直流(liu)穩(wen)壓電源的(de)電流(liu)強度為(wei)1A,觀察試樣的(de)著色膜(mo)為(wei)：
試片上(shang)陽極電(dian)流密度(du)(du)的(de)分(fen)布由近陰(yin)極端至(zhi)遠陰(yin)極端依次減少。電(dian)流密度(du)(du)不同(tong)，膜(mo)的(de)生成速率亦不同(tong)。近陰(yin)極端電(dian)流密度(du)(du)大，著色(se)(se)膜(mo)厚，呈(cheng)茶褐色(se)(se)；遠陰(yin)極端電(dian)流密度(du)(du)小，著色(se)(se)膜(mo)薄，呈(cheng)金黃色(se)(se)，從而(er)在(zai)氫氧(yang)化鈉堿(jian)性溶液(ye)中可著出(chu)不同(tong)的(de)顏色(se)(se)。
2. 著色工(gong)藝條件
通過小槽實驗，初步確定不銹鋼著各種顏色(se)的工藝(yi)條件，見(jian)表9-4。
3. 影響(xiang)電(dian)解著色的因(yin)素
①. 氫(qing)氧化(hua)鈉（NaOH).主要起導電和溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)氧化(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)作用(yong)。膜(mo)(mo)的(de)(de)厚度(du)(du)(du)主要取決于膜(mo)(mo)的(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)和生長速率(lv)的(de)(de)比。氫(qing)氧化(hua)鈉濃(nong)度(du)(du)(du)高，氧化(hua)膜(mo)(mo)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)快，膜(mo)(mo)的(de)(de)孔隙率(lv)大(da)，硬度(du)(du)(du)與強度(du)(du)(du)低；氫(qing)氧化(hua)鈉濃(nong)度(du)(du)(du)低，氧化(hua)膜(mo)(mo)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)慢(man)，膜(mo)(mo)的(de)(de)硬度(du)(du)(du)高，反光(guang)性好。
②. 硝酸鈉（NaNO3)、磷酸鈉（Na3PO4)的加入，可增加導電性和成膜速率，比單純氫氧化鈉溶液出色快，著色時間短。
③. 溫(wen)(wen)(wen)度(du)。提(ti)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)度(du)，反(fan)應速率(lv)(lv)加快(kuai)(kuai)，同時出色(se)(se)速率(lv)(lv)也快(kuai)(kuai)，色(se)(se)膜較厚。但溫(wen)(wen)(wen)度(du)過(guo)高(gao)，色(se)(se)膜變(bian)得(de)粗糙，光(guang)澤欠佳。降低(di)溫(wen)(wen)(wen)度(du)，上(shang)色(se)(se)速率(lv)(lv)慢，但光(guang)潔度(du)較好。溫(wen)(wen)(wen)度(du)低(di)于40℃時著不上(shang)色(se)(se)。一(yi)般控制(zhi)在50~70℃.
④. 電流(liu)密度。提(ti)高(gao)(gao)電流(liu)密度，可(ke)使氧化(hua)膜(mo)生長(chang)加快，色膜(mo)增厚，若(ruo)電流(liu)過高(gao)(gao)，氧化(hua)膜(mo)則變得粗糙，一般控制在0.5~6A/d㎡.
⑤. 時間(jian)。在同樣條件下(xia)，膜的(de)(de)顏色隨時間(jian)的(de)(de)不同而異。顏色隨著時間(jian)的(de)(de)延長，其(qi)變化為金黃色→紫紅→綠色→茶褐色。
⑥. 攪(jiao)拌(ban)。攪(jiao)拌(ban)可以縮短著色時間，加快成膜(mo)速率。
4. 前處理
包括：打磨→水洗→除油①→熱水洗→冷水洗→除銹②→冷水洗→電化學拋光③→水洗→弱浸蝕④。
注：①. 除(chu)油(you)。氫氧化(hua)鈉(na)30~50g/L,碳酸鈉(na)20~40g/L,磷酸三鈉(na)10~20g/L,溫度50℃,時間依除(chu)油(you)效果而定(ding)。
②. 除銹。硫酸10%,鹽酸10%(體積分數(shu)），溫度(du)室溫，時間5~10min.
③. 電(dian)化(hua)學(xue)拋光。磷酸600mL/L,硫酸300mL/L,甘油30mL/L,蒸餾水70mL/L,電(dian)流密(mi)度20~30A/d㎡,溫(wen)度50~70℃,時間4~5min,陰(yin)極為鉛板(ban)。
④. 弱浸蝕。硫酸3%~5%,溫(wen)度室溫(wen)，時間0.5~1min.
拋光效(xiao)果越好，著(zhu)色膜越均勻(yun)、細(xi)致、光亮。拋光效(xiao)果不(bu)好，著(zhu)色質量差，甚至著(zhu)不(bu)上色。
5. 后處理(li)
電化學著色→熱水洗→冷水洗→封閉→水洗→烘干。
注：封閉處理：重鉻(ge)酸鉀15g/L,氫(qing)氧化鈉38g/L,pH7~7.5,溫度(du)60~80℃,時間2~3min。
6. 著色膜(mo)性能檢(jian)驗
①. 耐磨實驗(yan)
在(zai)試樣(yang)上放一繪圖橡(xiang)(xiang)皮，上面(mian)(mian)放500g砝(fa)碼，使橡(xiang)(xiang)皮沿試樣(yang)表面(mian)(mian)做(zuo)水平運動，記錄膜(mo)消失時(shi)的(de)運動次數。結果(guo)見表9-5,從實驗結果(guo)看出，耐磨性隨膜(mo)厚度的(de)增加而提高。
②. 耐酸(suan)性(xing)
用滴管(guan)取0.5mol/L的(de)硫酸滴在著色(se)膜上，觀察表面變藍(lan)的(de)時間，結果見表9-5,由(you)表可(ke)見，金黃色(se)和紫紅色(se)膜的(de)抗蝕性(xing)(xing)欠佳，需要適宜(yi)的(de)硬化(hua)處理，以提(ti)高耐蝕性(xing)(xing)和耐磨性(xing)(xing)。耐酸性(xing)(xing)隨著膜厚度的(de)增加而提(ti)高。
7. 槽液穩定性
當成膜速(su)率明顯減(jian)慢時，可(ke)濾去沉(chen)渣，添加氫(qing)氧化鈉50g/L和適量的水，即可(ke)重復使(shi)用。槽液較(jiao)穩定，調整簡單，維護方便，成本低。
三、配方3 (見(jian)表9-3)的(de)說明
本配方由天津大學材料學院魏軍勝、唐子龍和宋詩(shi)哲(zhe)于(yu)2007年10月提(ti)出。
為了(le)改善不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)過程中高溫(wen)和重金(jin)屬離子(zi)的(de)(de)環(huan)(huan)保和耗能問(wen)題，室溫(wen)下，在無Cr的(de)(de)NaOH溶液中，304不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼交流調制電(dian)位法著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)處理工(gong)藝，具有經濟環(huan)(huan)保的(de)(de)特點，獲得穩定(ding)的(de)(de)金(jin)黃色(se)(se)(se)、黃紫色(se)(se)(se)、紫色(se)(se)(se)、藍(lan)紫色(se)(se)(se)和藍(lan)色(se)(se)(se)膜(mo)。著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)膜(mo)具有良好的(de)(de)耐蝕性(xing)(xing)、耐磨性(xing)(xing)、機械(xie)加工(gong)性(xing)(xing)和抗污性(xing)(xing)。著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)電(dian)壓幅值為7.0~8.0V,著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)時間(jian)為4~7min,著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)膜(mo)穩定(ding)性(xing)(xing)和耐蝕性(xing)(xing)能最好。本工(gong)藝簡(jian)單易行(xing)，節水節能，是(shi)不(bu)含污染離子(zi)的(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)“綠色(se)(se)(se)”工(gong)藝。
1. 著色結果
表9-6列出304不(bu)銹鋼交流(liu)調(diao)整電(dian)位注的著(zhu)色結果
由表9-6可(ke)見，著(zhu)色(se)電壓(ya)和時間(jian)共(gong)同(tong)影響著(zhu)色(se)膜的顏(yan)色(se)，隨著(zhu)著(zhu)色(se)電壓(ya)幅值(zhi)和時間(jian)的變化，顏(yan)色(se)依(yi)次為金黃(huang)色(se)、黃(huang)紫(zi)色(se)、紫(zi)色(se)、藍(lan)紫(zi)色(se)、藍(lan)色(se)，共(gong)出現(xian)5種(zhong)穩定的特(te)征顏(yan)色(se)。
2. 電化學(xue)著色過程
①. 試樣準備
304不銹鋼(gang)試樣面積約2.4c㎡,經水砂紙逐級打磨、拋光，蒸餾水沖洗，無水乙醇脫水，再蒸餾水沖洗，冷風吹干后，置于干燥器中備用。著色完畢，涂封非工作表面，留出1c㎡的工作面積，進行腐蝕測試。
②. 電化(hua)學著色條件(jian)及方法
著(zhu)色(se)液(ye)為(wei)0.5mol/L NaOH,采用調(diao)制電壓(ya)的交流信號著(zhu)色(se)，輻值(zhi)為(wei)4.0~10.0V,周期T為(wei)0.02s,具體著(zhu)色(se)參數(shu)為(wei)：溫度為(wei)室溫，著(zhu)色(se)時(shi)間為(wei)2~10min,著(zhu)色(se)完畢高溫水進行封(feng)閉(bi)處理。
3. 著色膜耐蝕(shi)性能檢測
①. 腐蝕介質為0.5mol/L H2SO4。
②. 采用動電(dian)位陽極極化(hua)曲(qu)線(xian)(xian)和線(xian)(xian)性極化(hua)阻力技術研究著色(se)膜(mo)。陽極極化(hua)曲(qu)線(xian)(xian)測試按照美(mei)國材料試驗學會ASTM G59-97(2003),比較測試體(ti)系的(de)維鈍電(dian)流密度Ip、過鈍化(hua)電(dian)位E1等(deng)電(dian)化(hua)學參數，研究著色(se)膜(mo)的(de)鈍化(hua)穩定(ding)性。
4. 著色工藝對著色膜表面(mian)形貌的影響
①. 電壓8.0V下，著色膜(mo)(mo)表(biao)(biao)面(mian)形貌隨(sui)時(shi)間的變(bian)化。2min時(shi)表(biao)(biao)面(mian)形成(cheng)連(lian)續(xu)但不(bu)(bu)均勻的膜(mo)(mo)層，繼續(xu)氧(yang)化，已形成(cheng)膜(mo)(mo)層逐漸變(bian)均勻，同(tong)時(shi)又有新(xin)膜(mo)(mo)生成(cheng)；新(xin)膜(mo)(mo)層也隨(sui)氧(yang)化時(shi)間的延(yan)(yan)長(chang)逐漸均勻連(lian)續(xu)；10min時(shi)形成(cheng)比較厚且(qie)連(lian)續(xu)均勻的著色膜(mo)(mo)；進一(yi)步延(yan)(yan)長(chang)著色時(shi)間，由于膜(mo)(mo)層局部溶解(jie)速(su)率(lv)(lv)大(da)于其(qi)生成(cheng)速(su)率(lv)(lv)，使得膜(mo)(mo)厚反而減小，且(qie)不(bu)(bu)均勻；7~10min為制備(bei)的著色膜(mo)(mo)在(zai)不(bu)(bu)同(tong)腐蝕(shi)介質(zhi)中(zhong)的耐蝕(shi)性(xing)有一(yi)定的選擇性(xing)。
②. 著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)處(chu)理過程中的電(dian)(dian)(dian)壓(ya)變(bian)化。開始(shi)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)升高，電(dian)(dian)(dian)流降低(di)(di)；延長著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)時(shi)(shi)(shi)間(jian)，電(dian)(dian)(dian)壓(ya)和(he)電(dian)(dian)(dian)流都(dou)趨于(yu)穩(wen)定(ding)；一(yi)定(ding)時(shi)(shi)(shi)間(jian)后，電(dian)(dian)(dian)壓(ya)開始(shi)降低(di)(di)，電(dian)(dian)(dian)流升高。這是因為(wei)剛(gang)開始(shi)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)時(shi)(shi)(shi)，形(xing)成的著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)膜(mo)使(shi)得(de)體(ti)系(xi)的反應電(dian)(dian)(dian)阻增高；當著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)時(shi)(shi)(shi)間(jian)較長時(shi)(shi)(shi)，著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)膜(mo)比較完整且不再增厚，因此，反應電(dian)(dian)(dian)阻也趨于(yu)穩(wen)定(ding)；延長著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)時(shi)(shi)(shi)間(jian)，在(zai)電(dian)(dian)(dian)場的作用下，晶界(jie)變(bian)粗(cu)大，表面(mian)膜(mo)溶解速(su)率加快，致使(shi)表面(mian)膜(mo)厚度減小(xiao)，可能局(ju)部區(qu)域著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)膜(mo)完全溶解，因而(er)體(ti)系(xi)的反應電(dian)(dian)(dian)阻反而(er)降低(di)(di)，所以著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)處(chu)理一(yi)定(ding)時(shi)(shi)(shi)間(jian)后，出現電(dian)(dian)(dian)壓(ya)降低(di)(di)、電(dian)(dian)(dian)流升高的現象(xiang)。
③. 當著色(se)電壓低于8.0V時(shi)(shi)，若色(se)時(shi)(shi)間為7min時(shi)(shi)，不銹鋼(gang)表面即可(ke)形成完(wan)整的(de)著色(se)膜；當電壓高于8.0V時(shi)(shi)，若色(se)時(shi)(shi)間為4min時(shi)(shi)，就已經形成了(le)完(wan)整的(de)著色(se)膜。
5. 著色(se)膜(mo)機械(xie)和抗污性能
不銹(xiu)鋼電解著色膜性館(guan)檢測結果見表9-7.
由表9-7可見，著色膜具有良好(hao)的耐磨(mo)性(xing)、抗彎曲性(xing)能和抗污性(xing)能，能滿足應(ying)用要求。
6. 著(zhu)(zhu)色工藝對著(zhu)(zhu)色膜穩定性的影響
①. 著(zhu)色電壓的影(ying)響(xiang)
著(zhu)色膜在堿性(xing)介質中制備，為(wei)評價著(zhu)色膜的(de)鈍(dun)化(hua)穩定性(xing)，選用0.5mol/L H2SO4作為(wei)測試介質，著(zhu)色時間(jian)為(wei)10min,OV表示(shi)未著(zhu)色不銹(xiu)鋼(gang)，測試體系(xi)的(de)電化(hua)學參(can)數腐蝕(shi)電位(wei)Ecor、維鈍(dun)電流密度Ip和過鈍(dun)化(hua)電位(wei)Et 等數值列于表9-8中。
由表9-8可見，不(bu)銹鋼著(zhu)色(se)(se)后Ecorr和(he)Et明顯(xian)提(ti)高，而Ip又降低近兩(liang)個數量級，說明著(zhu)色(se)(se)處理提(ti)高不(bu)銹鋼的(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)。同時，著(zhu)色(se)(se)電(dian)壓(ya)對著(zhu)色(se)(se)膜的(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)能有一(yi)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)影(ying)響，電(dian)壓(ya)7.0V時Ip最小，而當著(zhu)色(se)(se)電(dian)壓(ya)降低或升高時，Ip都(dou)有一(yi)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)升高，著(zhu)色(se)(se)電(dian)壓(ya)為7.0V時，制(zhi)備的(de)(de)著(zhu)色(se)(se)膜穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)和(he)耐蝕(shi)性(xing)能最好。
②著色時(shi)間的影響
a. 著色(se)電壓為4.0V,不(bu)同著色(se)時(shi)間的(de)影響(xiang)如下：
著色電壓為4.0V、時間為2min時，著色膜在0.5mol/L H2SO4中的陰極極化曲線非常接近未著色處理的不銹鋼，說明該電壓下較短時間不足以在不銹鋼表面形成完整的著色膜。
著色電壓為4.0V、時間為4min時，著色膜(mo)Ecorr、Et 明(ming)顯(xian)升高，而(er)Ip降(jiang)低(di)近2個數(shu)量級，著色膜(mo)穩(wen)定性大幅度提高。
著(zhu)色電壓為4.0V、時間為7min時，著(zhu)色膜穩定性(xing)進(jin)一步提高。
著色電壓為4.0V、時(shi)間超過(guo)10min時(shi)，穩定性反而有降低的趨(qu)勢。
b. 著色(se)電壓為8.0V時，不同著色(se)時間的影響如下:
時間為(wei)2min時，著色(se)可形成完整的著色(se)膜。
時間為4min時，著色(se)膜穩定性進一步提高。
繼續延長著色時(shi)間，膜層穩定(ding)性降低。
因此、由上可見、著色電壓為7.0~8.0V,著色時間為4~7min,著色膜具有好的耐磨性和抗污性能，膜顯藍紫色，在0.5mol/L H2SO4中具有良好的鈍化穩定性和耐蝕性。
