1973年,伊文斯等人提出不銹鋼著色膜生成原理,當不銹鋼浸入鉻酸和硫酸組成的著色液,在不銹鋼表面上發生電化學反應,見圖8-3,不銹鋼金屬(M)鉻、鎳、鐵等在陽極區放出電子變成金屬離子(M2+)。
陽極區: M→M2++2e (8-1) (M代表Cr、Ni、Fe)
在陰極區含六價鉻的鉻酸接收電子變成三價鉻(Cr3+),反應式如下:
陰極區: HCrO-4+7H++3e → Cr3++4H2O (8-2)
當不銹鋼在溶液中浸漬一段時間后,在金屬/溶液界面上金屬離子(M2+)和Cr3+的濃度達到臨界值,并超過了富鉻的尖晶石氧化物的溶解度,由于水解反應而形成氧化膜,反應式如下:
pM2++qCr3++rH2O → MpCrgOq+2rH+(8-3)
其中 2p+3q=2r (8-4)

當氧(yang)化(hua)膜一旦生成,陽極(ji)(ji)反(fan)(fan)應(ying)和陰(yin)極(ji)(ji)反(fan)(fan)應(ying)立(li)即分離(li),如(ru)圖8-3所示(shi),此時(shi),陽極(ji)(ji)反(fan)(fan)應(ying)仍在(zai)(zai)氧(yang)化(hua)膜的(de)(de)孔底部即不銹鋼(gang)表(biao)面進行,陰(yin)極(ji)(ji)反(fan)(fan)應(ying)在(zai)(zai)膜的(de)(de)表(biao)面進行。陽極(ji)(ji)反(fan)(fan)應(ying)產(chan)物M2+通過微孔向外擴(kuo)散,在(zai)(zai)孔口和孔底之間存在(zai)(zai)擴(kuo)散電位差(cha)Δφ,隨著(zhu)膜的(de)(de)加厚,Δφ增(zeng)大。膜厚不同(tong)就產(chan)生不同(tong)的(de)(de)干涉色,這就是控制電位差(cha)可著(zhu)彩色的(de)(de)基本原理。

