一、不銹鋼電化(hua)學著色法使用(yong)的電信號
在化學著色法(fa)中沒有施加外在的電流。所需的電流、電位,皆發生在不銹鋼的自身,利用輔助電極,如飽和甘汞電極(SCE)或鉑電極(Pt)和精密電壓數字計可以測出不銹鋼(gang)存在的電位。
在電(dian)化(hua)學著色法中,在不(bu)銹鋼上施加可控制的電(dian)流信號,強制不(bu)銹鋼發(fa)生氧化(hua),從(cong)而生成著色膜。施加的電(dian)信號以電(dian)流法表示(shi)(shi)或電(dian)壓法表示(shi)(shi)。
1. 電流法
又可分為(wei):
①. 恒定(ding)直流電(dian)流法,電(dian)流大小(xiao)不變(bian);
②. 脈(mo)沖電(dian)(dian)流法,施加的(de)電(dian)(dian)流信號(hao)是(shi)以脈(mo)沖的(de)形式不斷發(fa)生變化的(de)。
2. 電(dian)位(wei)法
又(you)可分(fen)為:
①. 脈沖電(dian)位法;
②.恒定電位法。
二、不銹鋼(gang)電化學(xue)著色(se)法的特點(dian)
電化學(xue)著色法(fa)的優點:
①. 顏色可控性(xing)很好(hao),時間(jian)范圍(wei)寬并縮短;
②. 顏色的重(zhong)現性(xing)好;
③. 受(shou)不銹鋼(gang)表面狀(zhuang)況的(de)影響較小(xiao);
④. 處理溫度較低,有些工藝可在室溫下進行,改善了工作環境,溶(rong)液成分波動較小;
⑤. 溶液成分含量(liang)較低,因而污染程度較輕;
⑥. 用(yong)脈(mo)沖電(dian)流法(fa)著色(se),溶液工作壽命比化學法(fa)的長(chang)。
電化學著色(se)法(fa)的缺點(dian)主要有兩點(dian):一是(shi)電力線分(fen)布(bu)不(bu)(bu)均(jun)勻,這是(shi)由不(bu)(bu)銹鋼工件形狀太(tai)復雜所(suo)引起的,電化學著色(se)法(fa)最適合(he)簡單(dan)的,如平板、帶狀物的著色(se);二是(shi)顏色(se)不(bu)(bu)均(jun)勻,這是(shi)由電流分(fen)布(bu)不(bu)(bu)均(jun)勻所(suo)致,最好(hao)是(shi)使用恒電位法(fa)來克服這一缺點(dian)。
三、不銹鋼電(dian)化學(xue)著色成(cheng)膜機理
1. 陽極電流(電位)反(fan)應
電化(hua)學著色(se)(se)液的主(zhu)要成(cheng)分基本上是鉻酐(gan)(CrO3)和(he)硫酸(H2SO4),不銹鋼浸(jin)人(ren)著色(se)(se)液并施加陽(yang)極電流(電位)后,在電化(hua)學著色(se)(se)的過程中陽(yang)極發生(sheng)的反(fan)應(ying)為(wei):
M = Mn+ +ne(9-1)
式中M表示不銹鋼成分,如鉻、鎳(nie)、鐵等,由(you)于陽極電(dian)流的作(zuo)用,金屬(shu)成分以離子態(tai)進入著色液(ye)與金屬(shu)的界面層中。
2. 陰極電流反(fan)應(ying)
不銹鋼(gang)上施(shi)加陰極(ji)電流(電位)時發生的反應可(ke)能是:
HCrO-4+7H++3e = Cr3++4H2O (9-2) 或 Cr2O2-7 +14H++6e = 2Cr3++7H2O
同(tong)時伴有水解反(fan)應:
H2O+H++2e = H2+OH- (9-3)
3. 著色(se)膜(mo)的(de)形成
當電化(hua)學反(fan)應一段時間后,在金屬-溶液界(jie)面(mian)上,陽極和陰極電流生(sheng)成的金屬離子在表面(mian)發生(sheng)水解反(fan)應如(ru)下:
pMn++qCr3++rH2O = MpCrqOr+2rH+ (9-4)
式中,p、q、r為正整數,且(qie)有np+3q=2r的關系(xi)。
在溶液-金屬界面上,Mn+、Cr3+的濃度達到臨界值,超過富鉻的尖晶石氧化物的溶解度,水解反應形成著色膜MpCrqOr.
Mn+、Cr3+的擴散乃是著色膜形成的關鍵步驟。陽極反應生成的Mn+通過膜中的孔隙擴散到膜的表面,與陰極反應生成的Cr3+絡合,使著色膜不斷地生長增厚。

